Der differenzierungsgrad von chondrozyten und ihre vorbehandlung mit 'platelet-derived-growth-factor'. Induktionsregulierung der knorpelbildung in resorbierbaren gewebetragern in vivo

Derzeitige Methoden fur die gesicherte Reparation von artikularen Knorpeldefekten sind noch nicht etabliert. In der vorliegenden Studie habe wir das Potential von artikularen Knorpelzellen, perichondralen Zellen und Zellen der costochondralen Ruhezone untersucht, neuen Knorpel zu bilden, nachdem diese Zellen in resorbierbare Gewebetrager inkorporiert und in Muskelpouche von Nacktmausen implantiert wurden. In-vitro-Studien haben gezeigt, dass der „platelet derived growth factor-BB“ (PDGF-BB), aber nicht „transforming growth factor β-1“ (TGF-β1), „basic fibroblast growth factor“ oder „bone morphogenetic protein-2“ die Proliferation und extrazellulare Matrixsulfatierung von costochondralen Ruhezonezellen stimulieren, ohne dass die Zellen einen hypertrophischen Phanotyp exprimieren. Der TGF-β1 kann auserdem die Chondrogenese durch multipotente Chondroprogenitorzellen wie im Perichondrium stimulieren. Der PDGF-BB kann die Chondrogenesis von Ruhezonezellen nach Implantation mit Poly(D,L-Lactid-Glycolid) (PLG) in den Muskelpouch der Maus regulieren. In dieser Studie untersuchten wir, ob die Knorpelneubildung vom Differenzierungsgrad der Zellen abhangt und ob die Vorbehandlung von Chondrozyten mit PDGF-BB einen Einfluss auf die Knorpelneubildung hat. Die Gewebetrager wurden aus 80 % (PLG) mit einem Laktid:Glykolid-Verhaltnis von 75:25 und 20 % modifiziertem PLG mit einem Laktid:Glykolid-Verhaltnis von 50:50 (PLG-H) hergestellt. In jeder Versuchsgruppe erhielten 4 Mause je 2 identische Implantate, ein Implantat in jeden Muskelpouch (n = 8): PLG-H allein, PLG-H + Zellen aus entweder artikularem Knorpel, costochondralem Perichondrium oder costochondralen Ruhezonezellen von 125 g Sprague-Dawley-Ratten. Die PLG-H mit artikularen Chondrozyten oder costochondralen Ruhezonezellen wurden fur 4 h oder 24 h vor der Implantation mit 37,5 ng/ml rhPDGF-BB vorbehandelt; perichondrale Zellen wurden mit PDGF-BB und 0,22 ng/ml rhTGFβ-1 fur 4 h und 24 h vorbehandelt. Nach 4 und 8 Wochen wurden die Implantate histomorphometrisch analysiert, und es wurden folgende Parameter gemessen: Flache des neugebildeten Knorpels, Flache des residualen Implantats und die Flache des fibrosen Gewebes in der Nahe des Implantats. Lediglich Ruhezonezellen zeigten das Potential, heterotop neuen Knorpel zu bilden. Wir fanden keinen neuen Knorpel in Mausen mit Implantaten, die mit artikularen oder perichondralen Zellen beladen waren. Die Vorbehandlung von Ruhezonezellen reguliert die Menge an neugebildetem Knorpel und inhibierte auch die Hypertrophie der Zellen. Die Menge des fibrosen Gewebes um die Implantate verringerte sich mit der Zeit, war jedoch durch die Behandlung der Zellen mit PDGF-BB erhoht. Die Ergebnisse zeigen, dass Chondrozyten erfolgreich in porose PLG-Gewebetrager inkorporiert werden konnen, dass sie die heterotope Bildung von neuem Knorpel induzieren und PDGF-BB die Differenzierung von Ruhezonezellen in vivo regulieren kann. Artikulare Chondrozyten und perichondrale Zellen hatten in diesem Modell nicht das Potential, neuen Knorpel zu bilden.