In vitro und in vivo Testung von Knorpelersatzmaterialien für chonrale und osteochondrale Defekte im Knie

Hyaliner Gelenkknorpel ist frei von Nerven, Blut und Lymphgefäßen und besitzt dadurch nur eine begrenzte Regenerationsfähigkeit. Die Zufuhr der Nährstoffe erfolgt ausschließlich per Diffusion durch die extrazelluläre Matrix (EZM) und/oder die Synovialflüssigkeit. Nicht behandelte Knorpeldefekte können daher im Langzeitverlauf zur Arthrose führen, die als Endpunkt einen vollständigen Gelenkersatz erfordert. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, verschiedene Knorpelersatzmaterialien in vitro (bovines Knorpelstanzenmodell) und in vivo (Schaf) zu untersuchen. In der ersten Phase wurden die verschiedene Knorpelersatzmaterialien unter standardisierten Bedingungen für bis zu 12 Wochen in vitro kultiviert und anschließend biomechanisch, molekularbiologisch und histologisch untersucht. In der zweiten Phase wurde am Standort Jena das Knorpelersatzmaterial BioSeed®-C der Firma TTT in vivo untersucht. Die entstandenen Gewebsregenerate wurden nach 6 und 12 Monaten biomechanisch, molekularbiologisch und histologisch untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen in die Entwicklung standardisierter Verfahren für die Prüfung von Tissue engineering (TE) Konstrukten für den orthopädisch-unfallchirurgischen Einsatz einfließen. Neben den in vitro und in vivo Versuchen wurde auch die Knorpeldickenvorhersage mittels Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS-B) ex vivo untersucht. Die vorliegende Arbeit liefert vielversprechende Erkenntnisse, um die Entwicklung standardisierter Verfahren für die Prüfung von TE Konstrukten für den orthopädisch-unfallchirurgischen Einsatz voran zu treiben. Die Modifizierung des etablierten in vitro Modells (z. B. für resorbierbaren Materialien) sowie weiterführende Untersuchungen zur Vorhersage von Knorpeldicke und Knorpeleigenschaften mittels der nicht invasiven Methode NIRS-B stellen interessante Aufgaben für zukünftige Studien dar.