Nadine Alexander

• Damit die Knochenregeneration lege artis abläuft ist ein sensibles und komplexes Zusammenspiel einer Reihe von Faktoren notwendig. Neben bestimmten Zelltypen, die für die Knochenregeneration essentiell sind, sind auch eine Reihe von Wachstumsfaktoren notwendig um die Kommunikation zwischen den Zellverbänden zu gewährleisten und die einzelnen Entwicklungsstadien zu steuern und zu regulieren. Zur Untersuchung der Möglichkeit, sowohl die Osteokonduktion als auch Vaskularisation eines Scaffolds zu initiieren, wurden in der vorliegenden ArbeitDamit die Knochenregeneration lege artis abläuft ist ein sensibles und komplexes Zusammenspiel einer Reihe von Faktoren notwendig. Neben bestimmten Zelltypen, die für die Knochenregeneration essentiell sind, sind auch eine Reihe von Wachstumsfaktoren notwendig um die Kommunikation zwischen den Zellverbänden zu gewährleisten und die einzelnen Entwicklungsstadien zu steuern und zu regulieren. Zur Untersuchung der Möglichkeit, sowohl die Osteokonduktion als auch Vaskularisation eines Scaffolds zu initiieren, wurden in der vorliegenden Arbeit verschiedene Untersuchungsmethoden eingesetzt. Damit wurden adulte humane mesenchymale Stammzellen untersucht, die zur Differenzierung mit den Wachstumsfaktoren bone morphogenetic protein 2 (BMP 2) und/oder vascular endothelial grwoth factor (VEGF) inkubiert und auf Glas- oder Bruschitoberflächen kultiviert wurden. Die Experimente wurden mittels immunologischer Methoden wie Immunfluoreszenz (IF) und Westernblot (WB), sowie über Rasterelektronenmikroskopie (REM) analysiert. Es konnte mit diesen Methoden gezeigt werden, dass die humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) auf den verschiedenen Substraten adhärierten und proliferierten. Darüber hinaus konnte in der Arbeit nachgewiesen werden, dass unter diesen bestimmten Bedingungen sowohl knöcherne als auch vaskuläre Zellbildung angeregt werden kann. So konnte sowohl auf Glas als auch auf Bruschit mittels IF und REM zum Teil aus hMSC differenzierte Osteoblasten detektiert werden. Diese zeigten die für Osteoblasten typischen Zellfortsätze, mit denen die Osteoblasten mit den Nachbarzellen in Kontakt stehen. Die beginnende Differenzierung zu Osteoblasten bzw. Endothelzellen konnte auch durch Detektion spezfischer Marker, wie z.B. alkalische Phosphatase und PECAM mittels WB gezeigt werden. Jedoch war die in dieser Arbeit zur Untersuchung der ortsgerichteten Differenzierung auf Bruschitsubstrat eingesetzte Methodik nicht geeignet, eindeutige Aussagen zu treffen. Daher müssen zur Untersuchung dieses Vorganges alternative Methoden entwickelt und optimiert werden. Bei der vorliegenden Arbeit handelt es sich um eine reine in vitro Studie. Dennoch könnten diese Ergebnisse Hinweise auf das Verhalten von hMSC unter Stimulation mit osteogenen und endothelialen Wachstumsfaktoren in vivo im Tierversuch oder im Menschen liefern. Allerdings wird es bei der Übertragung auf eine kombiniertes in vitro- in vivo Vorgehen hinauslaufen, da das ungerichtete Wachstum von Gewebsformationen eine Hürde für in vivo Studien darstellt.…
• For bone regeneration a sensitive and complex interaction of a number of factors, like vascular endothelial growth factor (VEGF) and bone morphogentic proteins (BMP2) is necessary. To investigate the possibility of bone osteoconduction and bone vascularization of a scaffold, various methods have been used in this in vitro study. Therefore adult human mesenchymal stem cells were incubated for differentiation with BMP 2 and VEGF and cultured on glass or bruschite surfaces. The experiments were analyzed by different methods such asFor bone regeneration a sensitive and complex interaction of a number of factors, like vascular endothelial growth factor (VEGF) and bone morphogentic proteins (BMP2) is necessary. To investigate the possibility of bone osteoconduction and bone vascularization of a scaffold, various methods have been used in this in vitro study. Therefore adult human mesenchymal stem cells were incubated for differentiation with BMP 2 and VEGF and cultured on glass or bruschite surfaces. The experiments were analyzed by different methods such as immunofluorescence, western blotting and scanning electron microscopy. It could be shown, that the human mesenchymal stem cells adhered and proliferated on the different substrates. The differentiation to osteoblasts or endothelial cells was detected by specific markers, like alkaline phosphatase and PECAM. Nevertheless, these results may provide evidence for the behavior of hMSC stimulated by osteogenic and endothelial growth factors in future for in vivo animal or human studies.…