PLGA als Zellträger für die gesteuerte Geweberegeneration - Auswirkung von Oberflächenmodifikationen auf die Besiedelung durch humane osteogene Zellen

Hauk, Dominik

Bei Tumor- oder Arthrosepatienten kann es im Rahmen der Therapie erforderlich sein Knochen und Gelenke zu entfernen, die dann nach Möglichkeit wieder ersetzt werden. Zurzeit werden Ersatzgelenke in der Regel aus Titan oder rostfreiem Stahl gefertigt. Diese künstlichen Gelenke nutzen sich jedoch ab und müssen nach einer bestimmten Zeit ausgetauscht werden. Wenn es in Zukunft gelänge, Ersatzgelenke aus Gewebe des Patienten herzustellen, könnten solche Operationen vermieden werden. Eine wichtige Voraussetzung für dieses Unterfangen ist es, geeignete Zellträger zur Verfügung zu haben, aus denen sich der zu ersetzende Knochen, beziehungsweise das zu ersetzende Gelenk, modellieren lassen. Die Zellträger sollten so beschaffen sein, dass sie mit knochenbildenden Zellen, Osteoblasten, besiedelt werden können, um sie dann an einer geeigneten Stelle in den Patienten zu implantieren. Des Weiteren müssen diese Materialien vielen weiteren Anforderungen genügen: sie müssen biokompatibel sein, auf keinen Fall zytotoxische Wirkung haben, wenn möglich Zellproliferation fördern und außerdem Formstabilität gewährleisten. In bisherigen Versuchen arbeitete man mit Zellträgern aus Titan. Titan ist zwar sehr formstabil, hat aber den Nachteil, dass sich im neu gebildeten körpereigenen Gewebe Fremdmaterial befindet. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Polylactid-co-Glycolid (PLGA) als Zellträgermaterial für humane osteogene Zellen, denn PLGA kann vom menschlichen Organismus zu 100 Prozent abgebaut werden. Wenn es gelänge PLGA-Zellträger herzustellen, die in der gleichen Zeit vom Körper resorbiert werden, in der die Osteoblasten neuen Knochen produzieren, hätte man als Resultat einen vollständig aus körpereigenem Gewebe bestehenden Knochen. Um dies zu erreichen ist es wichtig die Oberflächen der Zellträger so zu modifizieren, dass Osteoblastenadhäsion, -proliferation und -differenzierung optimal gefördert. Ein Ansatzpunkt bei Oberflächenmodifikationen besteht darin, die Extrazellulärmatrix (EZM) von Knochen mittels Kollagen, der größten organischen Komponente von Knochen, zu imitieren. In mehreren Publikationen konnte gezeigt werden, dass Kollagen die Proliferation, Adhäsion und Ausbreitung von Osteoblasten positiv beeinflusst. Außerdem können Kollagenbeschichtungen mit anderen Bestandteilen der EZM von Knochen, zum Beispiel mit dem Glykosaminoglykan Chondroitinsulfat (CS), angereichert werden. In der Literatur finden sich Hinweise darauf, dass Zellträgerbeschichtung mit einer Kombination aus Kollagen-I und CS die Proliferation von Fibroblasten und Chondrozyten verbessern. In dieser Arbeit werden die Auswirkungen solcher Beschichtungen auf die Adhäsion, Proliferation und Differenzierung der Osteoblasten untersucht.

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Hauk, Dominik: PLGA als Zellträger für die gesteuerte Geweberegeneration - Auswirkung von Oberflächenmodifikationen auf die Besiedelung durch humane osteogene Zellen. 2014.

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