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Research Day
AGA2012-90
Gezüchteter nasaler Knorpel zur Regeneration von Gelenkknorpel im Ziegenmodell
Tissue engineered nasal cartilage for the regeneration of articular cartilage in goats
Authors
* Marcus Mumme Universitätsspital Basel Klinik für Traumatologie, Basel, Switzerland
Karoliina Pelttari Universitätsspital Basel Department Biomedizin, Basel, Switzerland
Sinan Gueven Universitätsspital Basel Department Biomedizin, Basel, Switzerland
Katja Nuss Musculoskeletal Research Unit Department für Pferde Vetsuisse Fakultät ZH, Zürich,
Switzerland
Brigitte Von Rechenberg Musculoskeletal Research Unit Department für Pferde Vetsuisse Fakultät ZH, Zürich,
Switzerland
Marcel Jakob Universitätsspital Basel Klinik für Traumatologie, Basel, Switzerland
Ivan Martin Universitätsspital Basel Department Biomedizin, Basel, Switzerland
Andrea Barbero Universitätsspital Basel Department Biomedizin, Basel, Switzerland
Abstract
Fragstellung: Im Vergleich mit artikulären Chondrozyten proliferieren die Chondrozyten des Nasenseptums
schneller und verfügen über eine höhere und besser reproduzierbare Fähigkeit, hyalinartiges Knorpelgewebe zu
bilden. Zudem ermöglicht die Verwendung nasaler Chondrozyten die Reduktion von nachteiligen Effekten im
Bereich der Spenderstelle, welche mit der Entnahme einer Knorpelbiopsie aus dem Gelenk des Patienten
assoziiert sind. Das Ziel dieser Studie war, die Sicherheit und Machbarkeit der Verwendung eines aus autologen
nasalen Chondrozyten gezüchteten Knorpeltransplantats zur Reparatur eines artikulären Knorpeldefekts im
Ziegenmodell zu zeigen.
Methodik: Aus dem Nasenseptum und dem Kniegelenk von 6 Ziegen isolierte autologe nasale und artikuläre
Chondrozyten wurden expandiert, mit GFP markiert und anschliessend auf eine Typ I/III Kollagenmembran
(Chondro-Gide®, Geistlich) in einer Dichte von 4x104 Zellen/cm2 gesät. Nach 2 Wochen chondrogener
Differenzierung wurden jeweils 2 auf nasalen und 2 auf artikulären Chondrozyten basierende
Knorpeltransplantate in die chondralen Defekte (6mm Durchmesser) desselben Kniegelenks der Ziege implantiert.
Das Reparaturgewebe wurde 3 und 6 Monate nach der Implantation entnommen, dekalzifiziert und nach
histologischer Aufarbeitung gemäss dem O'Driscoll score evaluiert. Darüberhinaus wurden Zellen aus Proben der
umgebenden Gewebe (Hoffa-Fettkörper, Ligament, Synovium, Sehne und patellärer Knorpel) isoliert und nach
Expansion mittels FACS auf GFP-Positivität getestet.
Ergebnis: Bei keinem der Tiere wurden Komplikationen während der Versuchsdurchführung oder
Entzündungszeichen im Gelenk bei der Entnahme des Reparaturgewebes festgestellt. GFP-positive Zellen
wurden im Reparaturgewebe nachgewiesen, was eine Mitwirkung der implantierten Zellen am neu gebildeten
Knorpelgewebe zeigt. Der O'Driscoll Score des Reparaturgewebes erreichte 3 Monate nach der Implantation 8.6
bzw. 7.6 und stieg nach 6 Monaten auf 14.1 bzw. 12.4 für nasale bzw. artikuläre Knorpeltransplantate. Die
umgebenden Gewebe zeigten keine oder nur eine sehr geringe (Hoffa-Fettkörper 0 - 0.36%) Migration der
implantierten Zellen.
Schlussfolgerung: Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die Verwendung von nasalen Chondrozyten für
Tissue Engineering-Therapieansätze zur Reparatur von Gelenkknorpel sicher und machbar ist. Es wurde gezeigt,
dass die Verwendung auf nasalen Chondrozyten beruhender Knorpeltransplantate eine mindestens gleichwertige
Qualität des Reparaturgewebes im Vergleich mit artikulären Chondrozyten erreicht und damit den Weg für eine
klinische Testung einer neuartigen Therapiestrategie öffnet.
Danksagung: Diese Studie wurde finanziert durch SNF grant 310030_126965/1.
Keywords
tissue engineering, nasal chondrocytes, cartilage, regeneration
16.03.2012 59
Vortrag
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