Der Einfluss von IGF-1 und TGFbeta-2 auf Tissue-engineerten humanen Septumknorpel

Hyaliner Knorpel ist ein Gewebe mit geringer Selbstheilungstendenz.
Neben der Orthopädie besteht auch in der Kopf-Hals-Chirurgie großer
Bedarf an Knorpelgewebe zum Einsatz im Rahmen rekonstruktiver und
plastischer Eingriffe. Die gängigen Methoden des Knorpelersatzes
umfassen autologe und allogene Knorpeltransplantationen sowie die
Verwendung alloplastischer Materialien. Diese Verfahren sind mit
einigen Nachteilen, wie Infektionsübertragung und immunologischen
Abstoßungsreaktionen, behaftet. Die Züchtung von autologem
Knorpelgewebe aus isolierten Knorpelzellen eines Patienten mit den
Methoden des Tissue Engineering stellt eine vielversprechende
Alternative zu den genannten Verfahren dar. Zur Optimierung der
Methoden der Knorpelzüchtung wurde in der vorliegenden Arbeit der
Einfluss der Wachstumsfaktoren IGF-1 und TGFβ-2 auf
tissue-engineerten Knorpel nach Kultur in vitro und anschließend in
vivo untersucht. Zusätzlich wurde der Einfluss zweier
vollresorbierbarer Trägermaterialien – Ethisorb-Vliese mit Standard
oder reduziertem Gehalt an PDS – auf das Verhalten der gezüchteten
Gewebe in vivo überprüft. Nach enzymatischer Gewinnung von
Einzelzellen aus humanem Septumknorpel wurden diese in
Monolayer-Kultur amplifiziert und anschließend auf Ethisorb-Vliese
aufgebracht. Unter diesen dreidimensionalen Kulturbedingungen
wurden die Wachstumsfaktoren in Kombination als Zusatz zum
Kulturmedium verwendet. Die Zell-Copolymer-Konstrukte wurden dann
für 4 und 12 Wochen subkutan in homozygote thymusaplastische
Nacktmäuse implantiert, um ihr Verhalten in vivo zu untersuchen.
Nach der dreidimensionalen Kultur in vitro und nach 4 bzw. 12
Wochen in vivo wurden die Konstrukte nach ihrem
Resorptionsverhalten beurteilt, gewogen, histologisch und
biochemisch untersucht. Dabei wurden die Zellzahl sowie der
Glykosaminoglykan- und Hydroxyprolingehalt der Präparate bestimmt.
Die Wachstumsfaktoren hatten in der eingesetzten Konzentration und
Kombination sowie unter den verwendete Kulturbedingungen keinen
eindeutig positiven Einfluss auf die gezüchteten Gewebe. Mit
Ausnahme des Nassgewichts nach der Kultur in vitro, war keiner der
erhobenen Parameter in der Versuchsgruppe signifikant von der
Kontrollgruppe verschieden. 64 Trägermaterialien mit reduziertem
Gehalt an PDS führten nach Implantation in das Versuchstier
signifikant häufiger zu Resorptionen der Zell-Copolymer-Konstrukte
und sind damit zur Züchtung von Knorpelgewebe mit den verwendeten
Methoden wenig geeignet. Ethisorb-Vliese mit Standard PDS-Gehalt
wurden dagegen als geeignete Zellträger zur Züchtung von
Knorpelgewebe bestätigt. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass zur
Optimierung der Kulturmethoden im Tissue Engineering von Knorpel
weitere Untersuchungen über den Effekt von Wachstumsfaktoren nötig
sind, im Besonderen bei der Verwendung von humanen
Septumknorpelzellen.