Plättchenreiches Plasma als sicherer Ersatz für tierisches Serum im Knochen Tissue Engineering : eine in vitro und in vivo Studie zur Knochenregeneration mit mesenchymalen Stammzellen und Knochenersatzstoffen
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Zusammenfassung
Die Rekonstruktion langstreckiger Knochendefekte gehört in der Orthopädie und Unfallchirurgie zu den schwierigsten Aufgaben. Nach wie vor ist die Verwendung von autologem Knochen als der Goldstandard in der Therapie solcher Defekte anzusehen. In letzter Zeit haben auch Techniken des so genannten Knochen Tissue Engineering an Bedeutung gewonnen, bei denen Knochenersatzmaterialien, Zellen und Wachstumsfaktoren kombiniert werden, um eine Heilung zu erzielen. Für eine sichere und erfolgreiche Anwendung stammzellbasierter Techniken ist es essentiell, dass die notwendigen Zellzahlen in möglichst kurzer Zeit zur Verfügung stehen, dass ihre Funktionalität für den gewünschten Zweck erhalten bleibt und dass bei ihrer Vermehrung auf den Einsatz tierischen Serums (FCS) verzichtet wird, da mit seinem Gebrauch verschiedene Risiken wie Immunreaktionen oder die Übertragung von Prionen verbunden sind. In der vorliegenden Arbeit wurde der Gebrauch von plättchenreichem Plasma (PRP) als ein Ersatz für FCS in einem Expansionsmedium für mesenchymale Stammzellen (MSC) untersucht. Unsere Hypothese war, dass eine entsprechende PRP-Konzentration FCS vollwertig ersetzen kann und spenderunabhängig eine gleiche oder sogar größere Menge undifferenzierter MSC hervorbringen kann. Wir untersuchten, ob PRP-expandierte MSC ihre Fähigkeit, osteogen, chondrogen und adipogen zu differenzieren, behalten würden und ob sie unter definierten Bedingungen in vivo zur Knochenneubildung fähig wären. Durch den Einsatz von PRP an Stelle von FCS wurde die Expansion der MSC in vitro verbessert, während ihre Fähigkeit zur Differenzierung in die drei untersuchten Richtungen des mesenchymalen Gewebes in vitro und zur Knochenbildung in vivo erhalten blieben. Die Risiken, die mit dem Gebrauch xenogener Zusätze verbunden sind, können so vermieden werden. Diese Technik ist an einen rein autologen Gebrauch adaptierbar. Somit ist mit unserem neuen Expansionsmedium der Einsatz von MSC in der Zelltherapie von Gewebedefekten auch beim Menschen ein Stück realistischer geworden. Unseres Wissens ist dies auch die erste Studie, die die Knochenneubildung von humanen MSC auf der neuartigen Keramik CDHA, die eine große spezifische Oberfläche besitzt, untersucht. Es zeigten sich gleichwertige oder sogar bessere Eigenschaften als bei der im Vergleich untersuchten Keramik ß-TCP. Somit scheint CDHA ein vielversprechender Trägerstoff für die stammzellbasierte Knochenregeneration zu sein. Eine Beschichtung von Keramiken mit dem Ziel, die Stammzellanheftung zu erhöhen, sollte aufgrund der einfacheren Handhabung und Standardisierung von Prozessen mit Fibronektin durchgeführt werden.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler 2008