Tissue Engineering eines Knorpelersatzgewebes in einer neuartigen Alginatmatrix

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(Wortlaut des Antrages) Zur Behandlung traumatischer Knorpelschäden wird neuerdings die autologe Transplantation in vitro expandierter Chondrozyten eingesetzt. Neben der eingeschränkten Indikation stellt insbesondere der ungeklärte Einfluß des defektdeckenden Periostlappens auf die Differenzierung der Knorpelzellen einen wesentlichen Nachteil dar. Mit dem beantragten Vorhaben wird ein neues Konzept zur Erzeugung eines Knorpelersatzgewebes vorgelegt. Murine pluripotente Stammzellen C3H10T1/2 werden als Wildtyp bzw. mit BMP2/4 stabil transfiziert in einer Matrix aus hochreinem, nicht immunogenen Alginat differenziert. Durch gezielte Modifikation des Alginats ist es möglich, die Zellen direkt in einer Alginatmatrix zu implantieren, die im Körper definiert resorbiert wird. Als in vivo Modell dient ein standardisierter osteochondraler Defekt im patellofemoralen Gleitlager der Nacktratte. Die chondrogene Differenzierung wird vor und nach der Implantation histologisch und molekular dargestellt und mit der Differenzierung humaner Chondrozyten und mesenchymaler Stammzellen verglichen. Anhand der Ergebnisse wird die Bedeutung der dreidimensionalen Matrix für die chondrogene Differenzierung vom Effekt der BMPs abgegrenzt. Der Vergleich mit Chondrozyten/Stammzellen erlaubt eine Kontrolle der speziesspezifischen Unterschiede. Am Ende werden optimale Bedingungen für die in vitro-Erzeugung eines Knorpelersatzgewebes angegeben.