Tissue Engineering von Bandersatz: Einfluss mechanischer Reize auf humane mesenchymale Progenitorzellen und humane Kreuzbandzellen

Abstract

In dieser Studie wurde der Einfluss zyklischer, uniaxialer Dehnung auf humane mesenchymale Progenitorzellen (hMPC) und humane Kreuzbandzellen (hACLC) in Kombination mit einer Hydrogel-Matrix (Kollagen-Typ-I) und einer synthetischen, textilen Polylaktid-Matrix (PLA) untersucht. Das Gel und das PLA erwiesen sich als geeignete artifizielle Matrices für die Herstellung, die Besiedlung und die Kultivierung von hMPC oder hACLC in dreidimensionaler Konstrukten. Untersucht wurde die mRNA-Expression Ligament-spezifischer Gene, wie die Matrix-Struktur-Proteine (Kollagen-Typ-I und -Typ-III, Decorin, Tenascin-C, Fibronektin), smooth muscle actin und die Matrixmetalloproteinasen I und II. Die viskoselastischen Eigenschaften der unvernetzten Gele haben vermutlich durch ihre Dämpfungseigenschaften die applizierte Dehnung kompensiert, so dass wir keine Beeinflussung der Zellen nachweisen konnten. Die hACLC in PLA reagierten auf die mechanische Stimulation mit einer deutlichen Expressions-Erhöhung der Matrix-Struktur-Proteine. Dehnungsreize haben einen positiven, anabolen Einfluss auf die Matrix-Neusynthese von ausdifferenzierten, fibroblastären Zellen. Der PLA-Zellträger und die mechanische Stimulation haben sich in der vorliegenden Studie als geeignet für das Tissue Engineering von in vitro optimiertem Bändergewebe erwiesen.