In vitro Etablierung eines Kaninchenmodells zur Herstellung von hochvitalen Knochenimplantaten auf Basis osteogener Zellen und bioresorbierbarer Trägergerüste

Die in vitro Herstellung hochvitaler und funktionaler Knochenimplantate basierend auf osteogenen Zellen und einer passenden Matrix stellt nach wie vor eine große Herausforderung für das Knochen-Tissue-Engineering dar. In der vorliegenden Dissertation wurde eine valide Kultivierungsmethode zur Herstellung von Implantaten für ein Kaninchen-Defektmodell erarbeitet. Diese umfasst die reproduzierbare Isolierung osteogener Kaninchenzellen sowie deren gezielte Expansion und Differenzierung unter Zugabe spezifischer osteogener Faktoren. Außerdem wurde der Einfluß speziesspezifischen Serums also Kaninchenserum auf die Proliferation und Differenzierung der Zellen untersucht und eine im Vergleich zu fötalem Rinderserum in unerwünschtem Maße verstärkte Adipogenese festgestellt, die eine Verwendung von Kaninchenserum für die Osteogenese ausschloss. Alternativ wurde daher ein serumreduziertes Medium entwickelt, dem ein Cytokin-Cocktail (EGF, PDGF-BB, FGF-2) zur Zellproliferation zugesetzt wurde. Das eingesetzte Perfusionsbioreaktorsystem erwies sich als gut geeignet für die Langzeitkultivierung osteogener Kaninchenzellen auf neuartigen Trägergerüstmaterialien aus Keramik (Hydroxylapatit, β-Tricalciumphosphat (CAMCERAM)) oder einem Komposit aus Keramik und PLGA-Copolymer (Osteoscaf) zur Herstellung von implantierbarem Knochenersatz und zeigte sich gegenüber parallel eingesetzten statischen oder dynamischen Kultivierungstechniken überlegen. Dies wurde durch Messung diverser Proliferations- oder Differenzierungs-spezifischer Parameter nachgewiesen und auch rasterelektronenmikroskopisch und lichtmikroskopisch in Kombination mit verschiedenen histologischen Färbungen bestätigt. Zu einer effizienteren Sauerstoffversorgung kamen versuchsweise auch Perfluorocarbonemulsionen zum Einsatz, die allerdings keine weitere Verbesserungen der Kultivierungsbedingungen ergaben sondern sich negativ auf die Zelladhärenz auswirkten.