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In vitro Herstellung von langen Sehnenkonstrukten aus mesenchymalen Stammzellen des Fettgewebes in einem Kollagen I Gel
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Published: | June 15, 2005 |
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Einleitung
Ausgedehnte Sehnendefekte sind in der Regel schwer zu rekonstruieren, besonders, wenn die primäre Naht der Sehne nicht mehr möglich ist. Die Rekonstruktion erfolgt dann unter Transposition oder freier Tranplantation von Sehnen. Dies führt unwillkürlich zu einem Verlust anderer motorischer Einheiten. Wünschenswert wäre hier die in vitro Herstellung freier Sehnentransplantate. In der vorliegenden Studie konnten Sehnentransplantate aus Stammzellen des Fettgewebes in einer Kollagen Typ I Matrix durch zyklische Dehnung hergestellt werden.
Material und Methoden
Stammzellen wurden aus humanem Fettgewebe durch etablierte Methoden isoliert und in Zellkultur unter Verwendung von DMEM/F12 und Zusatz von Antibiotika, Fetalem Kälberserum, Ascorbat-2-Phosphat und 10ng/ml FGF-2 kultiviert. Passagen 3-4 wurden für die Experimente verwendet. Die Zellen wurden in einer Konzentration von 1 Mio Zellen/ml Kollagen mit dem Kollagengel vermischt und in präformierte Glaszylinder gegossen, wo das zellhaltige Gel im Inkubator in Form einer Sehne polymerisierte. Die Konstrukte wurden anschließend in einen Bioreaktor für zyklische Dehnung überführt und über einen 5-wöchigen Zeitraum zyklisch gedehnt. Im Anschluss wurden die Konstrukte entnommen und makroskopisch, histologisch, immunhistochemisch und mittels PCR untersucht. Ungedehnte Konstrukte dienten als Kontrolle.
Ergebnisse
Die gedehnten Konstrukte zeigten makroskopisch eine sehnenähnliche Struktur, eine dichtere Matrix und waren dünner und länger als die Kontrolle. Bei der histologischen Untersuchung fanden sich parallele Kollagenfasern und abgeflachte, spindelförmige, tenozytenähnliche Zellen mit homogener Verteilung in der dichten Matrix. Eine Expression tenozytentypischer Gene konnte in den gedehnten Konstrukten nachgewiesen werden. Die Synthese der entsprechenden Proteine war in der durchgeführten Immunhistochemie deutlich erhöht.
Schlussfolgerung
Es konnten sehnenähnliche Konstrukte in vitro aus Stammzellen des Fettgewebes in einer Kollagen I Matrix durch zyklische Dehnung hergestellt werden, die einer natürlichen Sehne sowohl makroskopisch, als auch histologisch ähnlich waren. Sehnentypische Gene wurden exprimiert. Diese Methode bietet vielleicht die Möglichkeit, freie Sehnentransplantate zur klinischen Applikation herzustellen.