Experimentelle Untersuchung zum Nachweis von Knochenzellwachstum in besiedelten Konstrukten im Mausmodell

In verschiedenen tierexperimentellen Studien wurde die
Knochenneubildung aus be-siedelten Biomaterialien sowohl im
heterotopen als auch orthotopen Lager unter-sucht. Die erzielten
Ergebnisse waren dabei maßgeblich von den verwendeten Zel-len, der
Leitschienenart und den Kultivierungsbedingungen in vitro abhängig.
Ziel dieser Studie war es daher, den Einfluss der in vitro
Kultivierung von Zell-Matrix Kon-strukten auf deren Integration und
die Knochenneubildung in vivo zu untersuchen. Klinisch zugelassene
Leitschienen (Tutubone, h=3mm, d=9mm) wurden mit huma-nen
mesenchymalen Stammzellen besiedelt und danach statisch (12 Stunden
oder 14 Tage) oder dynamisch (14 Tage) unter kontinuierlichem
Medienfluss kultiviert. Die Kontrollleitschienen blieben
unbesiedelt und wurden analog den 12 Stunden statisch kultivierten
Leitschienen behandelt. Danach wurden die Konstrukte in athyme
Nacktmäuse subkutan paravertebral implantiert. Nach 2 und 12 Wochen
in vivo er-folgte die histologische bzw. immunohistochemische
Auswertung der Konstrukte. Unabhängig von der Kultivierungsart und
-dauer konnte bereits nach 2 Wochen ein Einwachsen des umliegenden
Gewebes in die Konstrukte mit einer begleitenden
Entzündungsreaktion beobachtet werden. In der weiteren
Untersuchungsperiode wurden die signifikante Abnahme der
Entzündungsreaktion sowie eine Zunahme von Blutgefäßen und
multinuklearen Riesenzellen festgestellt. Zusätzlich konnten
Fettzel-len überwiegend in den statisch besiedelten Konstrukten
nachgewiesen werden. Die Knochenneubildung in den implantierten
Konstrukten wurde nicht beobachtet. Immu-nohistochemisch konnten
die hMSC mit Hilfe von HLA-1-Antikörpern nur in besiedel-ten
Leitschienen nach 2 und 12 Wochen Implantationsdauer detektiert
werden. Es konnte eine gute Integration der Leitschienen in das
umliegende Gewebe sowie ein Überleben der implantierten Zellen über
einen Untersuchungszeitraum von 12 Wochen nachgewiesen werden,
wobei keine signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen
Kultivierungsformen beobachtet wurden. Das Auftreten von Fettzellen
ist möglicherweise auf eine adipogene Differenzierung der
implantierten Zellen zurück-zuführen.