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Fragestellung: Tierexperimentelle Analysen zeigen, dass BMC eine positive Wirkung auf die Knochenheilung aufweisen und in ihrer Wirkung gleichwertig zu mesenchymalen Stammzellen und endothelialen Vorläuferzellen sind. Die BMC-Wirkung erfolgt wahrscheinlich parakrin(z.B. VEGF-Synthese). BMC sollten vor der Implantation in einen Knochendefekt auf einem Knochenersatzstoff immobilisiert werden. Derzeit existieren jedoch keine Daten, ob eine Beschichtung der Knochenersatzstoffe mit Matrixproteinen notwendig ist. Desweiteren fehlen Vergleiche zwischen verschiedenen Knochenersatzstoffen. Daher wurde in dieser Studie die Wertigkeit einer Vorbeschichtung mit Fibronektin oder Humanplasma für die BMC-Adhäsion auf b-TCP sowie die Adhäsion, metabolische Aktivität und VEGF-Synthese von BMC ausgesät auf b-TCP (Chronos, Synthes, Oberdorf), boviner Spongiosa (Cerabone, aap, Berlin) und demineralisierter humaner Knochenmatrix (DBM, DIZG, Berlin) untersucht.

Methodik: BMC wurden aus anonymisierten, sterilen Restproben von Knochenmarkaspiraten des lokalen Blutspendedienstes über Ficolldichtegradientenzentrifugation aufgereinigt (n=10). Die Erlaubnis der lokalen Ethik-Kommission lag vor und die Spender stimmten der Verwendung von Knochenmarkproben für Forschungszwecke zu. Beschichtungen: b-TCP wurde mit humanen Fibronectin (10 µg/mL) oder humanen Plasma 30 min inkubiert und luftgetrocknet. Aussaat: 1 cm^2-Monolayer Granulat wurde mit 5x10^5 BMC beimpft und 3 x 10 min inkubiert. Messungen der metabolischen Aktivität (MTT-Test) und der VEGF-Sekretion (ELISA) erfolgten an den Tagen 2, 7, 14 nach Aussaat. Bonferroni-Holm korrigierte Kruskal-Wallis-Statististik, p<0.05 ist signifikant. Medianwerte werden präsentiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Weder die Vorbeschichtung mit Fibronectin, noch mit Humanplasma führte zu einer signifikanten Steigerung der initialen Adhäsion auf b-TCP (95%). Daher wurden für den Materialvergleich unbeschichtete Materialien verwendet. Hier konnte eine signifikant erhöhte initiale Adhäsion auf b-TCP (95%) und DBM (98%) im Vergleich zu boviner Spongiosa (86%) gemessen werden. Die metabolische Aktivität nahm im 14-Tagesverlauf auf b-TCP und DBM, nicht jedoch auf Cerabone signifikant zu DBM: 45273 Zelläquivalente vs. Cerabone: 27534 Zelläquivalente, p< 0.05).Die VEGF-Synthese war auf allen Materialien an den Tagen D7 und D14 signifikant gegenüber D2 reduziert. An D2 war die VEGF-Sekretion auf DBM gegenüber Cerabone erhöht (15 pg/ml vs. 5 pg/ml, p < 0.09). Diese Studie belegt, dass die Aussaateffizienz von BMC auf unbeschichteten Knochenersatzmaterialien generell hoch ist aber signifikante materialspezifische Unterschiede bezüglich der Aussaateffizienz und nachfolgend der metabolischen Aktivität und der VEGF-Synthese der BMC existieren. Die Unterschiede könnten in der unterschiedlichen Oberflächen- und Porenbeschaffenheit der Materialien begründet liegen. Die Art des Knochenersatzmaterials sollte daher für den künftigen klinischen Einsatz von BMC Berücksichtigung finden.