@phdthesis{Nadolinski2022,
  author    = {Nadolinski, Annemarie},
  title     = {Einfluss des extrusionsbasierten 3D-Drucks von Einzelzellen und Sph{\"a}roiden in Alginat-Gelatine-Hydrogelen auf die chondrogene Differenzierung humaner mesenchymaler Stromazellen},
  doi       = {10.25972/OPUS-28047},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-280472},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Knorpeldefekte gelten in der Medizin als besonders schwierig zu beheben, da das avaskul{\"a}re und aneurale hyaline Knorpelgewebe nur {\"u}ber sehr begrenzte Selbstheilungskr{\"a}fte verf{\"u}gt. Die Entwicklung neuer klinischer Therapien f{\"u}r eine erfolgreiche Regeneration bis hin zum vollst{\"a}ndigen Ersatz von besch{\"a}digtem oder erkranktem Knorpel stellt daher das Ziel umfangreicher Forschung dar. Dar{\"u}ber hinaus zeichnet sich Knorpel durch eine organisierte, zonale Zell-Matrix-Verteilung und -Dichte aus, die m{\"o}glichst naturgetreu nachgebildet werden muss, um einen ad{\"a}quaten Gelenkknorpelersatz zu schaffen. Das dreidimensionale Bioprinting von humanen mesenchymalen Stromazellen (hMSCs) in Hydrogelen ist hierbei ein vielversprechender Ansatz. Es sind jedoch umfangreiche Studien erforderlich, um herauszufinden, wie 3D-Stammzellkonstrukte mit unterschiedlichen Zelldichten und Zell-Zell-Wechselwirkungen in einer gedruckten Hydrogel Matrix interagieren. Deshalb wurde in dieser Arbeit untersucht, ob die mesenchymalen Stromazellen in Form von Einzelzellen oder Sph{\"a}roiden durch das Extrusionsdruckverfahren in ihrer Proliferationsf{\"a}higkeit und ihrem chondrogenen Differenzierungspotential beeintr{\"a}chtigt werden. Hierf{\"u}r wurden in dieser Arbeit sowohl das Zell{\"u}berleben als auch Proliferations- und Differenzierungsmarker in gedruckten und nicht gedruckten Proben mit Einzelzellkonzentrationen von 2-20 Millionen Zellen sowie bei Sph{\"a}roiden mit ca 4000 Zellen/Sph{\"a}roid untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass das extrusionsbasierte Druckverfahren keine negativen Auswirkungen auf die {\"U}berlebensf{\"a}higkeit und die Proliferation der hMSCs hat. Zum Nachweis der chondrogenen Differenzierung wurden mehrere Experimente durchgef{\"u}hrt. Durch die Expression von Typ-II-Kollagen und Aggrecan sowie durch die Quantifizierung von GAG welches zu einem großen Teil in der ECM von Knorpelgewebe zu finden ist, konnte best{\"a}tigt werden, dass die mesenchymalen Stromazellen durch den Druckprozess ihr chondrogenes Differenzierungspotential nicht einb{\"u}ßen. Die beim 3D-Bioprinting auftretenden Scherkr{\"a}fte scheinen die in-vitro Chondrogenese sogar ohne chemische Stimulation durch TGF-β1 anzustoßen. Außerdem zeigten die Sph{\"a}roidgruppen ein h{\"o}heres chondrogenes Differenzierungspotential als die Einzelzellgruppen. Um dies im Zusammenhang mit dem 3D Extrusionsdruckverfahren zu best{\"a}tigen, erscheint es sinnvoll, weitere Versuche mit noch h{\"o}heren Zellkonzentrationen in Form von Sph{\"a}roiden durchzuf{\"u}hren. Zusammenfassend zeigte sich in dieser Arbeit, dass das extrusionsbasierte Druckverfahren in Alginat/Gelatine Hydrogelen keine Zellsch{\"a}digung verursacht und weder die chondrogene Differenzierung von Einzelzellen noch von Sph{\"a}roiden beeintr{\"a}chtigt.},
  subject      = {Tissue Engineering},
  language  = {de}
}