Isolation und Charakterisierung von humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSCs) aus Knochenmark zur Bestimmung der in vitro Biokompatibilität von verschiedenen Biomaterialien im Rahmen des Tissue Engineerings

Liu, Qin

Für die Behandlung von Knochendefekten bietet das Arbeitsgebiet des Tissue Engineerings eine hoffnungsvolle Strategie im Rahmen der Knochenregeneration. Aufgrund ihrer Selbstreplikation und ihres multipotenten Differenzierungspotenzials eignen sich humane mesenchymale Stammzellen (hMSCs) als zelluläre Ressource für das Tissue Engineering. In den meisten Studien wurden hMSCs aus Knochenmarkaspiraten isoliert und in vitro expandiert bevor sie klinisch eingesetzt wurden. Die Isolationsmethoden wie Ficoll-Dichtegradienten und die magnetische Zellsortierung (Magnetic-Activated Cell Sorting, MACS) sind allerdings sehr zeitaufwendig und stark vom Anwender abhängig. In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst eine einfachere und schnellere Isolationsmethode erfolgreich etabliert. Anhand ihrer Adhäsionseigenschaft an die Plastikoberfläche der Kulturflasche wurden hMSCs aus Knochenmarkaspiraten selektiert. Die gewonnenen Zellen wurden weiter kultiviert und hinsichtlich ihrer Oberflächenmarker und ihres Differenzierungspotenzial charakterisiert. Durch die durchflusszytometrische Analyse konnte nachgewiesen werden, dass die isolierten Zellen Oberflächenproteine wie CD105, CD90, CD73 und CD29 positiv exprimierten. Es wurde ebenfalls festgestellt, dass die Marker für hämatopoetische Zellen wie CD45, CD34, CD14, CD19, 7-AAD sowie das an der Immunantwort beteiligte Protein HLA-DR bei den untersuchten Zellen nicht nachweisbar waren. Das Ergebnis entsprach dem Expressionsmuster der Oberflächenproteine von hMSCs. Andererseits wiesen die isolierten Zellen auf ein osteogenes sowie adipogenes Differenzierungspotenzial hin. Es wurde gezeigt, dass mittels der in der Arbeit verwendeten Methode hMSCs erfolgreich aus Knochenmark isoliert werden konnten. Eine andere Herausforderung des Tissue Engineerings besteht darin, ein geeignetes Biomaterial als Zellträger zu finden. Weiterhin wurde deshalb das Wachstumsverhalten von hMSCs auf zwei dreidimensionalen Biomaterialien in vitro untersucht. Hinsichtlich des BrdU-, MTT-, WST-, LDH-Tests und der Zellvitalitätsfärbung sowie der rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen konnte festgestellt werden, dass die beiden Biomaterialien, das Kalziumphosphat enthaltene CeraBall®-Scaffold und die BioGide®-Kollagenmembran, die Proliferation der hMSCs in vitro unterstützen konnten. Diese beiden Materialien in Kombination mit hMSCs erweisen sich als aussichtsreiche Kandidaten für das Tissue Engineering von Knochen in der Zukunft.

Quote

Citation style:

Liu, Qin: Isolation und Charakterisierung von humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSCs) aus Knochenmark zur Bestimmung der in vitro Biokompatibilität von verschiedenen Biomaterialien im Rahmen des Tissue Engineerings.

Rights

Use and reproduction:
No CC License (german copyright law applies)

Export