Res-Vorträge Research I - AGA-Kongresse

Res 13
Sind biphasischer Konstrukte auf Basis von vordifferenzierten mesenchymalen Stammzellen
autologen osteochondralen Transplantaten unterlegen?
B. Marquaß 1 , P. Hepp 1 , J. Somerson 1 , G. Osterhoff 2 , R. Schulz 3 , C. Josten 1 , M. Zscharnack 3
1 Universitätsklinik Leipzig, Klinik für Unfall-, Wiederherstellungs- und Plastische Chirurgie, Leipzig,
Germany, 2 Universitätsspital Zürich, Klinik für Unfallchirurgie, Zürich, Switzerland, 3 Universität Leipzig,
Biotechnologisches und Biomedizinisches Zentrum, Leipzig, Germany
Hypothese: Ziel dieses Projektes ist die Rekonstruktion osteochondraler Defekte mittels biphasischer
Konstrukte aus autologen mesenchymalen Stammzellen (MSC) im Vergleich zur klinisch etablierten
autologen Transplantation osteochondraler Zylinder am einem etablierten Großtiermodell.
Material/Methoden: Bei 10 Merino-Schafen erfolgte eine beidseitige osteochondrale Defektsetzung
am Schafsknie und die Entnahme von Knochenmarksaspirat aus dem Beckenkamm. Nach MSC-
Isolation über Ficoll-Dichtegradientenzentrifugation aus Knochenmarkspunktat wurden die Zellen 4
Wochen mit DMEM und 10% autologem Serum, bei 5% pO 2 bis zur Passage 1 kultiviert. Zur
Herstellung des Knorpeltransplantates wurden jeweils 5*10 5 Zellen/ml in einer Kollagen-I-Matrix mit
chondrogenem Medium +10ng/ml TGF-β 3 kultiviert. Für die Präparation der Knochentransplantate
wurden jeweils 1*10 6 Zellen mit autologem Plasma gemischt. Die Suspension diente zur Besiedlung
eines β-Tricalciumphosphatzylinders. Nach der 6-wöchigen in vitro-Phase erfolgte die Implantation der
biphasischen Konstrukte nach Aufbohrung des bei der Erstoperation gesetzten Defektes (W6mm). Als
Vergleichsgruppe wurde der gegenseitige Defekt in klinisch etablierter OATS-Technik behandelt. Die
Entnahme der Spenderzylinder erfolgte aus der medialen Trochleafacette. Die Explantation der
Kniegelenke fand nach Standzeiten von 6 und 12 Monaten mit bildmorphologischer (µMRT),
histologischer (ICRS, O'Driscoll, Siebert) Auswertung sowie biomechanischer Indentationsmessung
statt.
Ergebnisse: Anhand der Genexpression und Immunhistologie konnte eine erfolgreiche chondrogene
Differenzierung der ovinen MSC im Kollagengel gezeigt werden. Die β-TCP-Zylinder konnten
homogen mit MSC besiedelt werden. Parallelkonstrukte wiesen nach 14 Tagen eine konfluente
Besiedlung vitaler MSC auf. Die histologischen Ergebnisse nach 6 Monaten zeigten keine
signifikanten Unterschiede. Für die Gruppe der biphasischen Implantate ergaben sich folgende
Mittelwerte: Score nach Siebert 6,2±4,4; ICRS: 9,0±5,1; O'Driscoll 14,4±3,1. Für die OATS-Gruppe:
Score nach Siebert 6,2±3,8; ICRS: 7,6±3,9;O'Driscoll 13,8±3,6. Zum Zeitpunkt der
Abstracteinreichung waren noch keine 12 Monatsergebnisse verfügbar (zum Kongress vorhanden).
Schlussfolgerung: Das Verfahren kombiniert chondrales und osteogenes tissue engineering. Es ist
gelungen auf Basis von autologen MSC in-vitro hergestellte chondrale und osteochondralen
Konstrukte, in-vivo mittels autologem Plasma als Verbundstoff zu biphasischen Konstrukten
zusammen zu fügen. Nach einer Standzeit von 6 Monaten zeigen sich diese neuartigen Konstrukte,
autologen osteochondralen Zylindern gleichwertig.
Evidenzlevel: experimentelle Studie