Kurzfassung

Dextran-basierte Hydrogele zeigen optimale Eigenschaften für die regenerative Medizin des Knochengewebes. Sie sind sowohl biokompatibel als auch biodegradierbar und unterstützen das Zellwachstum verschiedener Zelltypen. Sie zeigen mechanische Stabilität und Stärke und enthalten im gequollenen Zustand Poren, so dass ein dreidimensionales Zellwachstum unterstützt wird.
In diesem Projekt wird untersucht, inwieweit verschiedene Dextran-basierte Hydrogele das Wachstum und die Differenzierung von...Dextran-basierte Hydrogele zeigen optimale Eigenschaften für die regenerative Medizin des Knochengewebes. Sie sind sowohl biokompatibel als auch biodegradierbar und unterstützen das Zellwachstum verschiedener Zelltypen. Sie zeigen mechanische Stabilität und Stärke und enthalten im gequollenen Zustand Poren, so dass ein dreidimensionales Zellwachstum unterstützt wird.
In diesem Projekt wird untersucht, inwieweit verschiedene Dextran-basierte Hydrogele das Wachstum und die Differenzierung von Osteoblasten und Endothelzellen (sowohl Huvec als auch endotheliale Vorläuferzellen (EPC)) und als Folge die Mineraliserung bzw. Neo-Vaskularisierung unterstützen. Zu diesem Zweck wurden Kokulturen auf Dextran-basierenden Hydrogelen mit und ohne Silica (SiO2)-Nanopartikeln und / oder Gelatine als Pulver oder als Nanopartikel ausgesät und ihr Wachstum mikroskopisch analysiert. Osteoblasten wurden zuvor mit eGFP (green fluorescent protein) und die Endothelzellen mit RFP (red fluorescent protein) mit Hilfe eines lentiviralen Transduktionssystems stabil transduziert, so dass die Zellen unterschieden und ihre Entwicklung auch über einen längeren Zeitraum beobachtet werden konnte. Es wurde gezeigt, dass ein Gehalt von je 10% Silica und Gelatine i. Vgl. zu Dextrangelen allein bzw. mit Gelatine oder Silica, sowohl das Wachstum als auch die Neovesselbildung in der Kokultur deutlich erhöhten.
Ein weiterer positiver Aspekt von Hydrogelen ist die Möglichkeit, Proteine kovalent zu binden und damit z.B. WF oder Zytokine in das Hydrogel einzubauen, die die Zelldifferenzierung fördern und / oder chemotaktisch auf Vorläuferzellen wirken. Wir konnten zeigen, dass BMP2 (Bone-Marrow-Protein 2) kovalent an die Hydrogele bindet. Erste Versuche mit Hydrogelen, an denen BMP2 und SDF-1 (Stromal cell Derived Faktor 1) kovalent gebunden waren, wurden schon durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl in der Kokultur aus Huvec und OB als auch aus EPC und OB eine Bildung von Neovesseln zu beobachten ist. Daher stellt dieser Ansatz ein viel versprechendes Modell für die regenerative Medizin in der Knochenforschung dar. In nächsten Versuchen soll zum einen die Expression spezifischer Zellmarker in Mono- und Kokulturen auf RNA- und Proteinebene sowie die Zellproliferation und –differenzierung beider Zelltypen detaillierter untersucht werden.
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