gms | German Medical Science

Zielsetzung: Die Rekonstruktion ausgedehnter osteogener Defekte ist nach wie vor eine Herausforderung. Poröse Implantate bieten die Möglichkeit des Einwachsens von Zellen. In der vorliegenden Arbeit wird Nitinol (NiTi), welches mittels "selective laser melting" (SLM) individuell hochauflösend strukturiert werden kann, in Kombination mit adipose derived stromal cells (ASC) hinsichtlich der Verwendung als Osteoimplantat untersucht. Die in vivo Untersuchungen erfolgen zukünftig dabei am Femurkammermodell an der Ratte, welches im Rahmen des Projekts entwickelt und erfolgreich etabliert wurde. Es ermöglicht durch ein Observationsfenster das Monitoring der Defektheilung über den gesamten Zeitverlauf.

Material und Methoden: NiTi Scaffolds wurden mittels SLM mit einem gitterartigen Aufbau hergestellt Die Scaffolds wurden in vitro mit humanen ASC besiedelt. Die Zellen wurden hinsichtlich ihrer osteogenen Differenzierbarkeit, sowie ihrer Vitalität untersucht. In vivo wurde zur weiteren Analyse das Femurkammermodell an der Ratte etabliert.

Ergebnisse: ASC adhärieren und proliferieren auf NiTi Scaffolds. Im live/dead Assay wurden keine erhöhten Anteile toter Zellen nachgewiesen. Die Zellen sind auf dem Material osteogen differenzierbar. Die Etablierung des Femurkammermodells war ebenfalls erfolgreich. Die Fixierung der Kammer erfolgte mittels vier Knochenschrauben, welche Defekt zusätzlich stabilisierten. In ersten Versuchsreihen wird aktuell der NiTi Scaffold im Femurkammermodell untersucht. Die Tiere zeigen postoperativ keine Einschränkungen hinsichtlich ihrer Bewegung und unter entsprechender Analgesie keine Anzeichen von Schmerz. Eine Intravitalmikroskopie ist ab Tag 4 postoperativ möglich.

Schlussfolgerung: Bisher zeigte sich weder in vitro noch in vivo ein toxischer Einfluss des NiTi Scaffolds. Die Femurkammer an der Ratte eröffnet interessante Möglichkeiten der in vivo Evaluation von Implantaten und/oder tissue engineerter Konstrukte.