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Einleitung: Die Reduktion der Inflammation und der Fremdkörperreaktion nach Implantation verspricht eine optimierte Implantatfunktion. Einen vielversprechenden Ansatz könnte die Besiedelung der Implantatoberflächen mit autologen Zellen darstellen. Ziel war es, Scaffolds für die Ansiedlung humaner mesenchymaler Stammzellen (huMSZ) auf der Oberfläche zu generieren, um die therapeutischen Effekte dieser Zellen in Kombination mit Implantaten nutzbar zu machen.

Methoden: Daher wurden zwei Materialien, die als Träger für Elektrodenkontakte in Frage kommen und bereits als Medizinprodukt zugelassen sind, miteinander verglichen: Polydimethylsiloxan (Silicon MED-4234) und thermoplastisches Polyurethan (TPU). Die Oberfläche beider Materialien wurde mit Grid-ähnlichen Strukturen mittels eines Femtosekunden-Lasers mit quadratischen Kavitäten (Abmessungen 100x 100 bis 400x 400 µm, Tiefe 100 µm) versehen. Im Rahmen orthopädischer Eingriffe aus dem Knochenmark freiwilliger Patienten isolierte huMSZ wurden bis zu 21 Tagen auf den Oberflächen kultiviert und einer Transkriptomanalyse zugeführt.

Ergebnisse: Strukturiertes sowie unstrukturiertes TPU erlaubten die Adhäsion und das Wachstum von huMSZ, wohingegen Silicon die Beschichtung mit Proteinen der extrazellulären Matrix für eine erfolgreiche Zellbesiedelung erforderte. Die Strukturierung führte zu einer Regulierung von über 500 Genen. Viele der hochregulierten Gene sind in antiinflammatorischen, antifibrotischen sowie in Wundheilungsprozessen involviert. Gene, die an chondrogenen und osteogenen Differenzierungsprozessen beteiligt sind, wurden herunterreguliert.

Schlussfolgerung: Die Oberflächenmodifizierung von TPU stellt eine valide Methode zur Aufnahme von Zellen dar und ermöglicht zudem eine Beeinflussung des Zellverhaltens.

Unterstützt durch: Exzellencluster „Hearing4all“, DFG

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.