Tissue Engineering von Knorpel mit Hilfe einer Kombination aus langzeitstabilem Fibringel und Polycaprolacton-basiertem Trägermaterial

Für das Tissue Engineering von Knorpel werden Trägermaterialien benötigt, die biokompatibel und resorbierbar sind, Zellen eine individuelle Form vorgeben sowie mechanischen Belastungen während der Implantation und im Patienten standhalten.Auf Basis von Polycaprolacton wurde ein interkonnektives und hochporöses Biomaterial entwickelt, aus dem mit Hilfe von modernen Rapid-Prototyping-Verfahren individuelle Zellträger hergestellt werden können. Um die Zellbesiedelung und Gewebebildung zu verbessern, wurden bovine Chondrocyten mit Hilfe eines optimierten Fibringels injiziert. Herkömmliche Fibrinkleber zeigen eine geringe Langzeitstabilität bzw. Volumenkontraktion nach Inkorporation von Zellen. Durch Optimierung der Einzelkomponenten und der Herstellung konnte ein Fibringel entwickelt werden, das im Langzeitversuch über mehrere Monate stabil bleibt. Konstrukte, die mit dieser Kombinationsmethode hergestellt wurden, wurden subcutan in Nacktmäuse implantiert und die Entwicklung von knorpeligem Gewebe wurde über einen Zeitraum von bis zu 6 Monaten untersucht.Das Zusammenspiel von optimiertem Fibringel und neu entwickeltem Scaffold führte reproduzierbar zur Bildung von kohärentem dreidimensionalen Knorpelgewebe. Mit Hilfe von biochemischer Analytik konnte die Bildung eines hohen Anteils an knorpelspezifischen Glykosaminoglykanen und Kollagen nachgewiesen werden. Histologische bzw. immunhistologische Färbungen demonstrierten eine homogene Verteilung der gebildeten Extrazellulärmatrix.Die mit leichter verfügbaren bovinen Zellen gewonnenen Erkenntnisse sollen nun auf humane Chondrocyten übertragen werden. Mit Hilfe dieser Methode könnte es in Zukunft möglich sein, patientenindividuelle, autologe Implantate für die rekonstruktive Chirurgie herzustellen.Unterstützt durch Bayrische Forschungsstiftung