Kurzfassung

Die Therapie von Gelenkknorpeldefekten stellt weiterhin eine interdisziplinäre Herausforderung zwischen Material- und Lebenswissenschaften dar, in der das Tissue Engineering im Rahmen der regenerativen Medizin eine wichtige Rolle spielt.
Die Kombination von expandierten Zellen und unterschiedlichen Trägermaterialien wird in der so genannten dritten Generation von Tissue Engineering Lösungen durch den Einsatz von Wachstumsfaktoren und Signalmolekülen erweitert. Trotz intensiver Forschung...Die Therapie von Gelenkknorpeldefekten stellt weiterhin eine interdisziplinäre Herausforderung zwischen Material- und Lebenswissenschaften dar, in der das Tissue Engineering im Rahmen der regenerativen Medizin eine wichtige Rolle spielt.
Die Kombination von expandierten Zellen und unterschiedlichen Trägermaterialien wird in der so genannten dritten Generation von Tissue Engineering Lösungen durch den Einsatz von Wachstumsfaktoren und Signalmolekülen erweitert. Trotz intensiver Forschung konnte bisher allerdings kein optimales Scaffold-Zell Konstrukt gefunden werden. Denn trotz guter klinischer Ergebnisse auch in unterschiedlichen Tiermodellen bleibt das Problem der dauerhaften Regeneration von hyalinem Knorpel eine Herausforderung.
In diesem Projekt werden ausgehend von ontogenetischen Grundlagen der Proliferation, Differezierung und Maturation in der Wachstumsfuge neue potentielle Signalmoleküle identifiziert, die in unterschiedlichen Zellkulturmodellen und in Proliferationsassays untersucht werden. In diesem Zusammenhang werden insbesondere Prostaglandin E2, (PGE2) Cyclooxygenasen und Porstaglandinrezeptroliganden als interessante Targets analysiert. Dabei konnte ein dosisabhängiger, proliferativer Effekt von PGE2 auf kultivierte Chondrozyten der Wachstumsfuge von Ratten nachgewiesen werden. Weiterhin konnten wir demonstrieren, dass diese porliferative Effekt COX-2 und EP-1 getriggert war. Da die Halbwertszeit von PGE2 in situ sehr kurz haben, haben wir mit unseren Kooperationspartnern Polylactid basierte Mikrosphären mit PGE2 beladen und konnten eine porlongierte Freisetzung nachweisen. In weiteren Versuchen konnten Mikrosphären in ein dreidimensionales Trägersystem integriert werden und mittels µ-CT analysiert werden.
In den laufenden Versuchen wird die Besiedelung der Mikrosphären beladenen Trägersysteme mit humanen Chondrozyten im Hinblick auf die Proliferation, Differenzierung und Matrixsynthese hin untersucht. Außerdem wird die Inkorporation und Freisetzung weitere Signalmoleküle etabliert und Ihr möglicher Einsatz für Tissue Engineering von Gelenkknorpel untersucht.

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