Schlüsselwörter - Osteologie Kongress 2012

P 09 Persistence of intracellular collagen type II
expression in monolayer cultures of bovine articular
chondrocytes
A. Tekari1 , S. Dolder1 , R. luginbuehl2 , W. Hofstetter1 , R. J. Egli3 1University of Bern - Group for Bone Biology and Orthopaedic Research, Bern; 2RMS- Foundation, Bettlach; 3University of Bern and RMS-Foundation - Group for Bone Biology
and Orthopaedic Research, Bern and Bettlach
Introduction: Cartilage is an avascular tissue with limited self-healing potential,
hence damage to the tissue requires surgical attention. Repair strategies
include filling the defect with cells or with an appropriate cell-seeded scaffold.
For the selection of suitable starting materials (cells & tissues), the respective
sources need to be characterized. Articular chondrocytes expanded in
monolayer cultures may serve as a possible source of cells. Inherent to these
cells, limiting their application, is their tendency to dedifferentiate and to develop
a fibroblast-like phenotype. Whereas many studies documented this by
measuring transcript levels of genes expressed specifically by chondrocyte lineage
cells, we aimed to assess the intra-cellular levels of collagen type I (col I),
collagen type II (col II), and S100 proteins during the process of dedifferentiation.
Material and methods: Chondrocytes were isolated from bovine shoulder
joints and cultured in monolayers until passage 11 (P11) was reached. At each
passage, transcript levels of col I, col II, aggrecan, and versican were assessed
by real-time PCR and normalized to levels of 18s mRNA. The presence of surface
bound and intra-cellular (after cell permeabilization) col I, col II, and
S100 protein was determined by flow cytometry.
Results: Gene expression studies revealed, in comparison to P1 cells, an increase
in the level of transcripts coding for col I and versican by a factor of 2
at P4. Inversely, levels of transcripts encoding col II and aggrecan decreased by
factors of 1000 and 10, respectively, by P8. The ratios col II/ col I and aggrecan/
versican, both indicators of a chondrogenic phenotype, decreased from
P1 to P8 by factors of 2000 and 20, respectively. The levels of intracellular col I
and col II showed considerable fluctuations from P1 to P11. The ratio of intracellular
col II/ col I was highest at P1 and decreased by P5 to about 30%. The
levels of intracellular S100, proposed as a marker for chondrogenic potential of
chondrocyte lineage cells, were highest at P1 and continuously decreased towards
P11.
Discussion: Primary chondrocytes, after expansion for several passages in
monolayer cultures did dedifferentiate as evidenced by the changes in the
levels of transcripts encoding chondrogenic (col II, aggregan) and fibroblastic
(col I, versican) markers. In contrast, the rather modest decrease of the ratio
of intracellular col II /col I protein in later passages does not reflect the
pronounced differences observed in the ratio of the respective transcript levels.
However, there exist different pools of collagens: intracellular, membrane
bound and extracellular. Since only a small amount of collagen forms the intracellular
pool, it might still be saturated even at the low transcript levels observed
in later passages. Currently, we are further investigating the apparent
discrepancy between the changes of the levels of transcripts and intracellular
proteins.
Keywords: Collagen type II, dedifferentiation, Chondrozyten
Korrespondenzadresse: Adel Tekari, Department Clinical Research - Group
for Bone Biology and Orthopaedic Research, Murtenstrasse 35, 3010 Bern, e-
Mail: adel.tekari@dkf.unibe.ch
2. ORTHOPÄDIE
OSTEOlOGIE 2012 Basel
© Schattauer 2012 Osteologie 1/2012
Downloaded from www.osteologie-journal.de on 2012-04-04 | IP: 77.182.155.2
For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved.
P 10 Neue Strategie in der Alterstraumatologie? –
Intramedulläre Stabilisierung durch ein photodynamisches
Polymer – Erste klinische Erfahrungen am Humerus
S. Heck 1 , S. Gick 1 , R. Rabiner 2 , D. Pennig 1
1 St. Vinzenz-Hospital Köln - Klinik für Unfallchirurgie/Orthopädie, Hand- und
Wiederherstellungschirurgie, Köln; 2 IlluminOss Medical Inc., East Providence, RI
Bei Verwendung herkömmlicher Osteosyntheseverfahren dringt der Traumatologe
am osteoporotischen Knochen nicht selten in Grenzbereiche vor. Implantatversagen
ist eine häufige Komplikation. Mit dem hier weltweit erstmalig
am Humerus eingesetzten photodynamischen Polymer (IlluminOss ® )
wächst die Hoffnung, osteoporotisch bedingte Frakturen stabiler versorgen zu
können.
Das Verfahren kombiniert die Eigenschaften der seit Jahrzehnten erfolgreich
in der Zahnmedizin eingesetzten Kunststoffe mit den aus der interventionellen
Radiologie bzw. Kardiologie bekannten und vielfach bewährten Dacron-
Ballonkathetern. Beide Werkstoffe finden in der modernen Unfallchirurgie/
Orthopädie neue Anwendung. Das eingesetzte Methylacrylat wurde Ende
2008 in der Humanmedizin zur Frakturbehandlung zugelassen. In Seldinger-
Technik wird nach Reposition der Fraktur in den aufgebohrten Markraum
ein Ballon-Katheter eingeführt. Der Ballon wird mit dem flüssigen Kunststoffmonomer
befüllt und durch sichtbares blaues Lichts in ein hartes Polymer
überführt. Das Implantatdesign erlaubt die Verriegelung mittels Schrauben
in beliebigem Winkel, an jeder anatomisch vertretbaren Stelle. Somit kann
die Stabilität zusätzlich erhöht werden. Das individuell anpassbare Implantat
besitzt eine ausgesprochen hohe Rückstellkraft und erlaubt durch seine feh-
lende Röntgendichte die uneingeschränkte Beurteilung des gesamten Knochens.
In beiden vorliegenden Fällen wurden jeweils über 80jährige Patienten mit
Z.n. Plattenosteosynthese bei distaler Humerusmehrfragmentfraktur und erneuter
ipsilateraler Humerusschaftfraktur am proximalen Plattenende behandelt.
Die proximalen Schrauben der beiden Platten am distalen Humerus wurden
temporär entfernt, der Kunststoffballon antegrad in den Markraum eingebracht,
mit dem Monomer befüllt und ausgehärtet. Nachfolgend konnten die
beiden in situ belassenen distalen Platten mit Schrauben im Kunststoff-verstärkten
Knochen fest fixiert werden. Nach proximaler Verriegelung konnte
minimalinvasiv eine äußerst stabile Situation erreicht werden.
Besonders stabile Konstrukte entstehen bei der Verwendung des intramedullären
Kunststoffimplantats mit einer extramedullären Osteosynthese wie z.B. einer
Platte. Hierbei spielt die Knochenqualität eine untergeordnete Rolle, da die
Osteosyntheseplatte primär mit dem ausgehärteten Kunststoff und nicht alleinig
mit dem Knochen verschraubt wird.
Es steht hiermit ein Implantat zur Verfügung, das sich der individuellen Markraumkonfiguration
des Menschen anpasst und entweder alleine oder in Kombination
mit bewährten Osteosynthesetechniken gesunden und vor allem pathologisch
geschwächten Knochen augmentativ stabilisieren kann.
Keywords: Fraktur, intramedulläre Stabilisation, Alterstraumatologie, photodynamisches
Polymer
Korrespondenzadresse: Steffen Heck, St. Vinzenz-Hospital Köln - Klinik für
Unfallchirurgie/Orthopädie, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Merheimer
Str. 221-223, 50858-Köln Köln, e-Mail: thehecks@web.de
A 29
Poster