@phdthesis{Schmalzl2016, author = {Schmalzl, Jonas Georg}, title = {Genetische Modifikation humaner mesenchymaler Stammzellen zur Stimulation der Knochenheilung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142391}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2016}, abstract = {Fragestellung: Die Therapie von Knochendefekten kritischer Gr{\"o}ße mit kompromittiertem Regenerationspotential, stellt ein schwerwiegendes Problem dar. Die Forschung auf dem Gebiet der Knochenheilung hat sich in j{\"u}ngster Vergangenheit daher auf die Anwendung mesenchymaler Vorl{\"a}uferzellen (MSZ) zur Stimulierung des Knochenwachstums konzentriert. In der vorliegenden Studie wurde in humanen MSZ eine {\"U}berexpression spezifischer Wachstumsfaktoren induziert mit dem Ziel, deren osteogenes Potential zu steigern. Methodik: MSZ wurden nach etablierten Protokollen expandiert. Durch adenovirale Transfektion wurde eine {\"u}berexpression von gr{\"u}n fluoreszierendem Protein (GFP, Kontrolle), indian hedgehog (IHH), bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) und IHH in Kombination mit BMP-2 induziert. Die MSZ wurden f{\"u}r 28 Tage mit osteogenem Differenzierungs- und Kontrollmedium kultiviert. Als weitere Kontrolle dienten native MSZ. Es wurden die Auswirkungen der jeweiligen genetischen Ver{\"a}nderungen auf die metabolische Aktivit{\"a}t (Alamar Blau), die Proliferation (Qubit dsDNA BR), die Aktivit{\"a}t des Enzyms alkalische Phosphatase (ALP)(p-Nitrophenylphosphat), die Mineralisierung (Alizarinrot S, Calcium O-Cresolphthalein) sowie auf die Expression charakteristischer Markergene untersucht (qRT-PCR). Ergebnis: In den ersten 72h nach Transfektion konnte eine leichte, im Vergleich zu nativen Zellen nicht signifikante Abnahme der metabolischen Aktivit{\"a}t in allen Gruppen beobachtet werden. Das Proliferationsverhalten transfizierter und nativer MSZ unterschied sich w{\"a}hrend des Untersuchungszeitraums nicht signifikant. Bei der Analyse der ALP-Aktivit{\"a}t zeigte sich ein typisches Rise-and-Fall Muster. Alle ost Gruppen wiesen sowohl im Assay als auch in der PCR eine signifikant h{\"o}here ALP-Aktivit{\"a}t auf. Die {\"U}berexpression von BMP-2 und IHH+BMP-2 bewirkte eine signifikant st{\"a}rkere Mineralisierung an Tag 28. In der PCR zeigte sich f{\"u}r BMP-2 ost und IHH+BMP2 ost ein signifikanter Anstieg der Osteopontin und BMP-2 Expression {\"u}ber die Zeit. Zudem stieg bei allen ost Gruppen die Runx2 Expression bis Tag 21 an. Schlussfolgerung: Die virale Transfektion hatte keinen negativen Einfluss auf die metabolische Aktivit{\"a}t der Zellen oder deren Proliferationsverhalten. Die {\"U}berexpression von BMP-2 ohne oder in Kombination mit IHH f{\"u}hrte zu einer vermehrten Produktion extrazellul{\"a}rer Matrix und zu einer gesteigerten Genexpression osteogener Marker. Die virale Transfektion stellt daher eine vielversprechende M{\"o}glichkeit dar, das osteogene Potential von MSZ zu steigern.}, subject = {Stammzellen}, language = {de} } @phdthesis{Braxein2006, author = {Braxein, Kay-Alexander}, title = {Histologische Untersuchungen zum biologischen Verhalten verschiedener Modifikationen eines Calcium-Phosphat-Zementes im Femur und Muskel der Ratte}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-24039}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {In der hier vorliegenden Studie wurden drei verschiedene Modifikationen des Calcium-Phosphat-Zementes BoneSource® sowie Vergleichssubstanzen hinsichtlich der {\"U}berpr{\"u}fung ihrer Biodegradation und Biokompatibilit{\"a}t untersucht und verglichen. Die histomorphologische Auswertung und Beurteilung der verschiedenen Modifikationen des Calcium-Phosphat-Zementes BoneSource® bez{\"u}glich Biodegradation, Resorption und Biokompatibilit{\"a}t sowie die Beurteilung einer eventuellen Osteoneogenese waren damit Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Der Calcium-Phosphat-Zement (CPZ) BoneSource® ohne Zus{\"a}tze (Versuchsgruppe 1) zeigte dabei eine Osteokonduktivit{\"a}t im Knochen sowie im Muskel- bzw. Weichgewebe eine Biotoleranz. Eine Resorption oder Degradation war im Unterschied zu anderen Studien nicht nachweisbar. Der Calcium-Phosphat-Zement BoneSource® in einem Volumenmischungsverh{\"a}ltnis 1:1 mit dem osteoinduktiven Knochenkollagen (KK) Colloss® (Versuchsgruppe 2) verhielt sich in den Arealen mit BoneSource®-Anteilen (CPZ) wie in Versuchsgruppe 1 osteokonduktiv und bioinert im Knochen und wurde im Muskel- und Weichgewebe biotoleriert. Die Areale mit Colloss® (KK) im Materialgemisch zeigen ein osteoinduktives Potenzial und damit ein bioaktives Verhalten. Es ist hier eine Osteoneogenese zu verzeichnen. Trabekel neuentstandenen Knochens waren dabei sowohl in den Knochen- als auch in den Muskelpr{\"a}paraten nachweisbar. Eine vollst{\"a}ndige kn{\"o}cherne Substitution der gesetzten Defekte war nicht zu verzeichnen. Der Calcium-Phosphat-Zement BoneSource® mit 1:1-Volumenverh{\"a}ltnismischung mit Alpha-Tricalciumphosphat (BioBase®; Versuchsgruppe 3) f{\"u}hrte im Vergleich zur Versuchsgruppe 1 zu einer geringf{\"u}gigen Verbesserung der osteokonduktiven Eigenschaften mit histologisch nachweisbarer geringf{\"u}giger oberfl{\"a}chlicher Degradation und partieller lokaler Resorption. Im Vergleich zur Versuchsgruppe 2 waren diese Resorptionserscheinungen jedoch deutlich weniger ausgepr{\"a}gt. Bei der Versuchsgruppe 4 wurde als Kontrollgruppe das derzeit meistverwendete nichtresorbierbare polymere Implantatmaterial Polymethylmethacrylat (PMMA; Palacos®) mitgef{\"u}hrt. In beiden Einsatzgebieten (Knochen und Muskel) waren die Implantate eingescheidet und wurden demzufolge biotoleriert. Bei den Knochenpr{\"a}paraten liegt ein bioinertes Verhalten des Lagergewebes gegen{\"u}ber PMMA vor. Bei der Versuchsgruppe 5 wurde als 2. Kontrollgruppe ein Leerdefekt pr{\"a}pariert, der mit Gelatine gef{\"u}llt wurde, welches bei bekannter Resorptionsf{\"a}higkeit innerhalb weniger Wochen postoperativ einen vollst{\"a}ndigen Ersatz durch k{\"o}rpereigenen Knochen in den Knochenpr{\"a}paraten bzw. einen Ersatz durch Narbengewebe in den Muskelpr{\"a}paraten aufwies. Bei der Versuchsgruppe 6 (Kontrollgruppe) wurde eine nichtoperierte Kohorte Versuchstiere mitgef{\"u}hrt, um alters- und/oder di{\"a}tbedingte Ver{\"a}nderungen absch{\"a}tzen bzw. beurteilen zu k{\"o}nnen. Es fanden sich bei den Versuchstieren am Ende des Versuchszeitraumes lediglich physiologische altersbedingte Ver{\"a}nderungen. Die großen inneren Organe der Versuchstiere wurden histologisch untersucht, um eventuelle systemische Auswirkungen der o.g. Modifikationen des Calcium-Phosphat-Zementes BoneSource® beurteilen zu k{\"o}nnen. Dabei konnten keine pathologischen Ver{\"a}nderungen gefunden werden. Es liegen somit keine systemischen Auswirkungen der Implantatmaterialien vor. Im Laufe der Versuchszeit traten vereinzelt Tumore auf, die jedoch nicht den Implantatmaterialien geschuldet sind und einer spontanen Tumorgenese zugeordnet werden konnten. Spontane Todesf{\"a}lle sind unabh{\"a}ngig von den Implantatmaterialien aufgetreten. Gemessen an der Zielsetzung sind die gefundenen Ergebnisse dieser Studie statistisch auswertbar, objektivierbar und f{\"u}r die Weiterentwicklung von Knochenersatzmaterialien relevant. Insbesondere wird auf die in dieser Studie nicht erfolgte Degradation von CPZ und Alpha-TCP und das osteoinduktive Potenzial des untersuchten Kollagens}, subject = {Knochenersatzmaterial}, language = {de} }