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Inhalt archiviert am 2024-05-27

Innovative materials and technologies for a bio-engineered meniscus substitute

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Zellquellen für die Züchtung von meniskusähnlichem Gewebe

Meniskusschäden sind eine häufig vorkommende Erkrankung mit erheblichen körperlichen Beeinträchtigungen. Forscher untersuchten verschiedene Zelltypen und deren Fähigkeit, zu Meniskusgewebe heranzuwachsen, das bei der therapeutischen Arthroskopie am Kniegelenk eingesetzt werden kann.

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Ein unfallbedingter Meniskusriss kann die Schutzfunktion außer Kraft setzen, die der Meniskus dem Kniegelenk gewährt, und infolgedessen können Knieschmerzen bis hin zur Osteoarthritis auftreten. Der Meniskus ist für die Druck- und Lastenverteilung im Knie zuständig, sodass eine Verletzung die Gelenkstabilität und somit die Lebensqualität erheblich einschränken kann. Übergreifendes Ziel des europäischen Projekts MENISCUS REGENERATION war es daher, die Struktur dieses wichtigen Gewebes so genau wie möglich nachzubilden und einen Gewebeersatz zu züchten. Dazu wurden körpereigene Zellen auf einem bioaktiven und -abbaubaren Trägermaterial (Matrix) gezüchtet. Konsortiumpartner der Tissue Engineering Group in Basel, Schweiz, wollten über Versuche mit verschiedenen Zelltypen herausfinden, welche Zellen am besten zur Bildung von Knorpelgewebetransplantaten geeignet sind. Verglichen wurden humane mediale Meniskuszellen, Hoffasche Fettkörperzellen und Gelenkschleimhautzellen. Auch Chondrozyten (Gelenkknorpelzellen) wurden verwendet. Die Zellen wurden mit Wachstumsfaktoren stimuliert und in vitro auf einer auf Hyaluronsäure basierten Matrix in Mausmodellen zu Gewebe herangezüchtet. Anschließend wurde der Glykosaminglykan (GAG)-Gehalt der entstandenen Gewebe untersucht und inwieweit der Kollagentyp den unterschiedlichen Meniskusregionen entsprach. Als Referenz diente natives menschliches Meniskusgewebe. Nur bei Chondrozyten wurde Gewebe gebildet, das einen ausreichenden GAG-Gehalt hatte und dessen Zelltypen den inneren und äußeren Meniskuszellphänotypen vergleichbar waren. In weiteren Forschungen muss eruiert werden, inwieweit das gezüchtete Gewebe die komplexen Strukturen des natürlichen Meniskusknorpels nachbilden kann. Andere Forschungsgruppen setzten das gezüchtete Gewebe bereits als Implantate in Schafe mit Knieverletzungen ein, demnächst soll dieses Verfahren auch in der Therapie menschlicher Meniskusverletzungen Anwendung finden. Der Meniskus ist eine komplexe Struktur. Mit den Fortschritten auf dem Gebiet der Gewebezüchtung wächst vor allem beim Leistungssport und der Therapie altersbedingter Degenerationsprozesse die Hoffnung auf ein biologisches Implantat. Bildunterschrift: Zellquelle: Repräsentative mit Safranin-O markierte Gewebeteile, die durch Kultur von Gelenkknorpel in Hyaff®-11 innerhalb von sechs Wochen gezüchtet wurden.

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