Entwicklung und Einsatz innovativer Bioreaktorsysteme für die Darstellung von Knochengewebe

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Ziel des Projektes ist die Entwicklung funktioneller Knochenkonstrukte für das Tissue Engineering. Hierfür werden geeignete Zellen auf Matrizes angesiedelt und in einem Bioreaktor kultiviert. Als Modell dient zunächst die murine Zelllinie MC3T3-E1, später kommen adulte mesenchymale Stammzellen aus Knochenmark und Fettgewebe zum Einsatz. Aufgrund limitierter Nähr- und Sauerstoffversorgung bei Kultivierung in Zellkulturschalen werden die Zellen in einem Drehbettreaktor kultiviert. Als Matrix wird Hydroxylapatit verwendet, eine dem anorganischen Knochenanteil stark ähnelnde Substanz. In den vergangenen Jahren wurde der mechanischen Belastung im Tissue Engineering eine wachsende Bedeutung zugemessen. Daher werden die hier verwendeten Zellen auch einer mechanischen Stimulation unterworfen. Die Auswirkungen einer zyklischen mechanischen Dehnung auf die Zellen werden analysiert und die Parameter der Dehnung (Frequenz, Auslenkung, Dauer, Repetition etc.) in Hinsicht auf die osteogene Differenzierung der Zellen optimiert. Neben Mikro-Computer-Tomographie, konfokaler Lasermikroskopie, Hartgewebshistologie, PCR und spezifischen Färbemethoden wird vor allem eine umfassende Genexpressionsanalyse mittels DANN-Mikroarrays durchgeführt. Die Hauptarbeiten werden in Hannover durchgeführt, lediglich die Analysen mit spezifischer Ausstattung und Fachwissen werden in Wien durchgeführt.