Untersuchung zum 3-D-Einwachsverhalten von Osteoblasten like cells (MG63) in resorbierbare Gelatine-Schwämme

Knochendefekte stellen in der modernen Unfall- und Tumorchirurgie immer noch ein großes Problem dar. Zurzeit gilt der autologe Knochenersatz, meistens aus Beckenkamm gewonnen, als Goldstandard in der Behandlung von Knochendefekten. Diese Behandlung ist allerdings mit einer Anzahl von Komplikationen...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Pinkernell, Ralf
Beteiligte: Stiletto, Raphael (Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2010
Operative Medizin
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Knochendefekte stellen in der modernen Unfall- und Tumorchirurgie immer noch ein großes Problem dar. Zurzeit gilt der autologe Knochenersatz, meistens aus Beckenkamm gewonnen, als Goldstandard in der Behandlung von Knochendefekten. Diese Behandlung ist allerdings mit einer Anzahl von Komplikationen behaftet wie etwa ein nötiger Zweiteingriff und Infektionen. Aus diesem Grund besitzt die Grundlagenforschung nach alternativen Knochenersatzmaterialien einen zentralen Stellenwert. Vor diesem Hintergrund wurde in dieser Studie das dreidimensionale Einwachsverhalten von Osteoblasten – like cells (MG63) in das seit vielen Jahren in klinischer Anwendung befindliche Hämostyptikum Spongostan® untersucht. Dabei verfolgte diese Studie in erster Linie einen deskriptiven beschreibenden Ansatz, der keinen Indikator für eine klinische Anwendung oder als Behandlung von Knochendefekten darstellen sollte. Die Beobachtung des Einwachsverhaltens der Zellen in das Spongostan® stand dabei im Vordergrund. Die in dieser Studie verwendeten MG63–Zellen besitzen einen transformierten Phänotyp. Im Gegensatz zu primären Nativkulturen, zeichnen sich transformierte Zellen durch ein unbegrenztes Wachstum aus und das Fehlen der Kontaktinhibition. Bei ansonsten gleichen Versuchsbedingungen wurden zwei verschieden Zellkulturschalen für das Zellmodell verwendet und miteinander verglichen. Eine Zellkulturschale mit gasdurchlässigem Folienboden sollte im Vergleich zu einer herkömmlichen Kulturschale Aufschlüsse über die Auswirkungen einer verbesserten Sauerstoffversorgung im Modell liefern. Der Beobachtungszeitraum erstreckte sich über 3 Wochen bei einem regelmäßigen Mediumwechsel alle 48 Stunden. Aus dem gewechselten Medium wurden über den gesamten Zeitraum verschiedene Parameter analysiert. Um eine eventuelle Kalzifikation zu beurteilen wurden als osteogene Marker Osteocalcin und Calcium bestimmt. Als proinflammatorische Zytokine, die eine Knochendestruktion durch direkte oder indirekte Osteoklastenaktivität begünstigen, wurden IL – 6, IL – 8 und TNF – α bestimmt. Eine Beurteilung des Einwachsverhaltens erfolgte nach Ablauf des Beobachtungszeitraums anhand von lichtmikroskopischen Aufnahmen der zuvor in Paraffin eingebetteten und geschnittenen Spongostan® - Schwämme. In den lichtmikroskopischen Aufnahmen konnte ein deutlicher Unterschied zwischen den auf unterschiedlichen Zellkulturschalen kultivierten Versuchsreihen festgestellt werden. Während sich an den Unterseiten der Schwämme, die auf dem herkömmlichen Folienboden auflagen, kein Einwachsen der Zellen zeigte, konnte dieses an gleicher Stelle bei den Schwämmen, die dem gasdurchlässigen Folienboden auflagen, deutlich beobachtet werden. Eine Kalzifikation konnte anhand der Osteocalcin – Konzentrationen in keiner Kultur nachgewiesen werden. Alle Zytokine erreichten nach etwa der Hälfte der Versuchsdauer eine Plateauphase und konnten am ehesten als Indikator für ein stetiges Zellwachstum herangezogen werden. Spongostan® ist generell als Trägersubstanz für einwachsende Zellen geeignet und verfügt über ein hohes Maß an Biokompatibilität gegenüber den Zellen. Im Vergleich zu den Kontrollkulturen reagierten die Zellen weder mit einer erhöhten Zytokinausschüttung im Sinne einer proinflammatorischen Reaktion, noch war ein erhöhtes Zellsterben in Gegenwart von Spongostan® zu beobachten. In Bezug auf das Einwachsen und das Verhalten auf Biomaterialien, wie es in dieser Studie untersucht wurde, lässt sich abschließend sagen, dass die verwendeten MG63–Zellen keinen geeigneten Indikator für eine klinische Verwendung darstellen.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2010.0701