Einfluss eines aus mesenchymalen Stammzellen gewonnenem Hypoxie-konditionierten Mediums auf die knöcherne Heilung bei osteoporotisch-metaphysären Frakturdefekten an Rattenfemura

Abstract

Die Frakturversorgung des osteoporotisch erkrankten Knochens ist nach wie vor eine große Herausforderung und ist oft limitiert durch die reduzierte Regenerationskapazität. Das In-situ-Tissue-Engineering-Konzept soll die Zellmigration und die Vitalisierung des Knochendefekts durch spezielle Knochenersatzmaterialien verbessern. Auf der Grundlage des biomimetischen Scaffolds aus Mineralisiertem Kollagen findet das Hypoxie-konditionierte Medium Anwendung. Gewonnen wird letzteres mittels einer hypoxischen Konditionierung Mesenchymaler Stammzellen. Der Einfluss des Hypoxie-konditionierten Mediums auf die knöcherne Heilung wurde bei osteoporotisch-metaphysären Frakturdefekten an Rattenfemura getestet und immunhistologisch und histomorphometrisch untersucht. Der positive Effekt der Prüfsubstanz auf die Zellmigration und Osteoblastenaktivität konnte bestätigt werden. Die Osteoidbildung und Mineralisierung des Gewebes waren signifikant erhöht. Die in vitro untersuchte angiogene Wirkung konnte in dieser Studie bestätigt werden. Der unter anderem im Hypoxie-konditionierten Medium enthaltene vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor VEGF konnte auch zum Versuchszeitpunkt sechs Wochen nach Implantation an Materialresten nachgewiesen werden. Die Vaskularisierung zeigte sich signifikant erhöht. Der Einsatz des Hypoxie-konditionierten Mediums in Knochenersatzmaterialien verspricht eine verbesserte Knochendefektheilung bei Osteoporose. Ziel in kommenden Studien ist es den klinischen Einsatz zu ebnen.