@phdthesis{HaddadWeber2010,
  author    = {Haddad-Weber, Meike},
  title     = {Development of stem cell-based ACL- and tendon reconstruction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-66796},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Ruptures of the anterior cruciate ligament (ACL) and defects of the rotator cuff represent the most common ligament and tendon injuries in knee and shoulder. Both injuries represent significant implications for the patients. After an injury, the ACL and the rotator cuff both exhibit poor intrinsic healing capacities. In order to prevent further defects such as arthritis of the knee and fatty infiltration of the rotator cuff, surgical interaction is essential. In both cases, the currently used surgical techniques are far from optimal because even after the therapy many patients report problems ranging from pain and reduced mobility to complete dysfunction of the involved joint and muscles. Tissue engineering may be a possible solution. It is a promising field of regenerative medicine and might be an advantageous alternative for the treatment of musculoskeletal injuries and diseases in the near future. In this thesis, different tissue engineering based approaches were investigated. For the reconstruction of damaged or diseased ligaments and tendons, the use of MSCs and gene therapy with growth factors is especially suitable and possesses a great therapeutic potential. Therefore, the first method studied and tested in this thesis was the development of a biomaterial based construct for the repair of a ruptured ACL. The second approach represents a cell based strategy for the treatment of the fatty infiltration in the rotator cuff. The third approach was a combined cell, biomaterial, and growth factor based strategy for ACL ruptures. Biomaterial based ACL construct The implant is currently tested in a preclinical in vivo study in mini pigs. This proof-of-principle study is performed to validate the functional capability of the collagen fiber based implant under load in vivo and its population with fibroblasts which produce a ligamentogenic matrix. Cell based treatment of the fatty infiltration in the rotator cuff Regarding the treatment of the fatty infiltration of the rotator cuff in a rabbit model, the in vivo results are also promising. The group treated with autologous MSCs (+MSC group) showed a lower fat content than the untreated group (-MSC group) 6 weeks after the treatment. Furthermore, the SSP muscle of the MSC-treated animals revealed macroscopically and microscopically only few differences compared to the healthy control group. The exact underlying mechanisms leading to the positive results of the treatment are not yet fully understood and have therefore to be further investigated in the future. Cell, biomaterial, and growth factor based treatment of ACL ruptures Studies described in current literature show that collagen hydrogel scaffolds are not ideal for a complete ligament or tendon reconstruction, because of their insufficient mechanical stability. Introduced as an alternative and superior therapy, the combined strategy used in this thesis proves that the cultivation of BMP-12, -13, and IGF-1 transduced MSCs and ACL fibroblasts in a collagen hydrogel is successful. The results of the performed in vitro study reveal that the cells exhibit a fibroblastic appearance and produce a ligamentogenic matrix after 3 weeks. Furthermore, the adenoviral transduction of MSCs and ACL fibroblasts showed no negative effects on proliferation or viability of the cells nor was apoptosis caused. Therefore, the application of these cells represents a possible future therapy for a partial ligament and tendon rupture where the mechanical stability of the remaining ligament or tendon is sufficient and the healing can be improved substantially by this therapy. In general, prospective randomized clinical trials still have to prove the postulated positive effect of MSCs for the treatment of various musculoskeletal diseases, but the results obtained here are already very promising. Ideally, the treatment with MSCs is superior compared to the standard surgical procedures. Because of current safety issues the use of genetically modified cells cannot be expected to be applied clinically in the near future. In summary, the different tissue engineering approaches for novel therapies for musculoskeletal injuries and diseases invested in this thesis showed very promising results and will be further developed and tested in preclinical and clinical trials.},
  subject      = {Kreuzband},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Noeth2010,
  author    = {N{\"o}th, Alexia Irmgard},
  title     = {Rekonstruktion von Gelenkknorpeldefekten mit einer Kollagen I Hydrogel Matrix - klinische Ergebnisse einer Fallseriestudie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52630},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {F{\"u}r die Rekonstruktion von Gelenkknorpeldefekten des Kniegelenkes in Folge eines Traumas oder einer Osteochondrosis dissecans (OD) stehen verschiedene operative Verfahren zur Verf{\"u}gung. Die Autologe Chondrozytentransplantation (ACT) hat sich als zuverl{\"a}ssiges Rekonstruktionsverfahren erwiesen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine prospektive Fallseriestudie f{\"u}r eine neue Form der ACT mit einem Kollagen I Hydrogel (CaReS-Technologie) durchgef{\"u}hrt. Die Vorteile der Technologie liegen zum Einen darin, dass sich die Zellen homogen im Gel verteilen und zum Anderen, dass die Zellen unmittelbar nach dem Herausl{\"o}sen aus dem Gelenkknorpel in das Gel eingebracht werden und dadurch eine geringere Dedifferenzierung der Chondrozyten stattfindet. Von M{\"a}rz 2003 bis Ende 2006 wurden 29 Patienten in die Studie eingeschlossen. Die Ein- und Ausschlusskriterien erf{\"u}llten die Kriterien der Arbeitsgruppe ACT und Tissue Engineering der Deutschen Gesellschaft f{\"u}r Orthop{\"a}die und Unfallchirurgie. Die Eingangs- und Nachuntersuchungsb{\"o}gen wurden an die IKDC Form 2000 angelehnt. Insgesamt zeigte sich ein signifikanter Anstieg des IKDC Scores im mittleren follow-up von 30,7 Monaten von 47,3 auf 74,9 bei den 29 Patienten. Bei Aufschl{\"u}sselung der Patienten bzgl. Diagnose, Defektgr{\"o}ße, Lokalisation und Defektanzahl zeigte sich bei den Behandlungsgruppen OD, Trauma/degenerativ, > 4 cm2, mediale Femurkondyle und Einzeldefekte eine signifikante Zunahme des IKDC Scores im zeitlichen Verlauf. Der postoperative Schmerz zeigte einhergehend mit dem Anstieg des IKDC Scores eine signifikante Abnahme der Schmerzintensit{\"a}t in den Behandlungsgruppen OD, Trauma/degenerativ, > 4 cm2, mediale Femurkondyle und Einzeldefekte. Nachgewiesen wurde ebenfalls ein Anstieg des SF36 Scores, der den gegenw{\"a}rtigen Gesundheitszustand sowohl k{\"o}rperlich als auch psychisch beurteilt. Zusammen mit einer globalen Patientenzufriedenheit von 80\% und einem IKDC Funktionsstatus von I und II bei 77\% der Patienten spiegeln die gewonnenen Daten die Ergebnisse der klassischen ACT bzw. anderer matrixgekoppelten Verfahren wieder. Die CaReS-Technologie stellt somit ein gleichwertiges Verfahren zu den bisher auf dem Markt befindlichen Techniken der ACT dar.},
  subject      = {Gelenkknorpel},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wenzel2010,
  author    = {Wenzel, Sonja},
  title     = {Etablierung eines dynamischen Kultursystems auf Calciumphosphat-Scaffolds unter Verwendung zweier verschiedener Zelllinien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48766},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Der Ersatz von Knochengewebe durch die Methode des Tissue Engineerings stellt eine viel versprechende Alternative zu konventionellen Therapieformen dar. Jedoch m{\"u}ssen die bisherigen Kulturbedingungen verbessert werden, um das Differenzierungsverhalten von Zellen optimal steuern zu k{\"o}nnen. Dabei spielt nicht nur die Wahl eines geeigneten Scaffolds und der zu verwendenden Zellen, sondern auch die des Kultursystems eine entscheidende Rolle. In einem dynamischen Kultursystem zirkuliert Medium und bietet gegen{\"u}ber einem statischen Kultursystem ver{\"a}nderte Bedingungen bez{\"u}glich N{\"a}hrstoffversorgung und Stimulation durch Fl{\"u}ssigkeitsscherstress. Um die Einfl{\"u}sse der ver{\"a}nderten Bedingungen zu analysieren, wird in dieser Arbeit ein dynamisches Kultursystem etabliert. Dazu werden Calciumphosphat(CaP)-Scaffolds mit dem 3D Powder Printing System gedruckt und mit Zellen der Osteosarkomzelllinie MG63 oder der Fibroblastenzelllinie L-929 besiedelt. In 17 Versuchsreihen werden die zellbesiedelten Scaffolds bei unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten und {\"u}ber unterschiedliche Kultivierungszeitr{\"a}ume kontinuierlich perfundiert. Anhand der Wachstumsparameter Zellzahl und Zellviabilt{\"a}t, sowie der Morphologie und r{\"a}umlichen Verteilung der Zellen werden die Qualit{\"a}ten der Kultursysteme untersucht und mit statischen Kultursystemen verglichen. Die mit dem 3D Powder Printing System gedruckten Scaffolds erweisen sich als geeignet: Nach 6-t{\"a}giger Kultur k{\"o}nnen unter dem Rasterelektronenmikroskop auf den CaP-Scaffolds eine reichliche Zellbesiedelung mit morphologisch gesunden Zellen, die in das Porensystem hineinwachsen, beobachtet werden. Bei beiden Zelllinien nehmen in beiden Kultursystemen die Wachstumsparameter {\"u}ber einen 6-t{\"a}gigen Kultivierungszeitraum stetig zu und eine Langzeitkultur {\"u}ber 30 Tage kann in beiden Kultursystemen am Leben erhalten werden. Die kontinuierliche Perfusion in einem dynamischen Kultursystem wirkt sich auf das Zellwachstum g{\"u}nstig aus. Im Vergleich von dynamischen zu statischem Kultursystem {\"u}ber einen 6-t{\"a}gigen Kultivierungszeitraum wachsen beide Zelllinien im dynamischen Kultursystem besser. Dabei spielt die Fließgeschwindigkeit im dynamischen Kultursystem auf die verbesserte N{\"a}hrstoffversorgung und Stimulation durch Fl{\"u}ssigkeitsscherstress eine Rolle. Außerdem ist zu beachten, dass der Einfluss der Fließgeschwindigkeit des Mediums auf die einzelnen Scaffolds innerhalb des Kulturcontainers unterschiedlich ist. Dies h{\"a}ngt vom Str{\"o}mungsprofil im Container ab und macht sich durch eine erh{\"o}hte Standardabweichung der Messwerte gegen{\"u}ber der statischen Kultur bemerkbar.},
  subject      = {Zellkultur},
  language  = {de}
}