Stammzellbesiedelte Titan-Miniprothesen für den Oberflächenteilersatz am Kniegelenk

• Applicant: Professor Dr. Karl-Heinz Frosch
• Subject Area: Orthopaedics, Traumatology, Reconstructive Surgery
• Term: from 2004 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5419877

Traumatische Knorpeldefekte mit Zerstörung des subchondralen Knochens sind häufig und führen zu irreparablen Schäden und Arthrose der großen Gelenke, da hyaliner Knorpel spontan nicht regeneriert. Ziel vorliegenden Projektes ist es, osteochondrale Defekte mit porösen und individuell eingepassten, stammzellbesiedelten Titanimplantaten zu heilen. Die Implantate werden mit autologen vordifferenzierten Stammzellen auf der Gelenkseite chondrozytär und auf der Knochenseite osteoblastär besiedelt, um so den ursprünglichen Knorpel-Knochen-Verbund biologisch und biomechanisch wiederherzustellen. Bei 18 Milchschafen wird aus Beckenkammaspiraten eine Kultur mesenchymaler Stammzellen angezüchtet. Stammzellbesiedelte poröse Titanimplantate mit den Abmessungen 2 x 7,35 mm werden in einen osteochondralen Defekt der medialen Femurkondyle eingesetzt. Auf der Oberfläche der Implantate befindet sich ein Fibrin-Zell-Konstrukt mit aus Stammzellen vordifferenzierter Knorpelzellmatrix. Die Poren des Titans enthalten osteoblastär vordifferenzierte Zellen. Unter den biologischen und biomechanischen Gelenkbedingungen kommt es zur Ausdifferenzierung von Knorpelgewebe auf der Gelenkseite und knöcherner Integration auf der Knochenseite. Als Kontrolle dienen unbehandelte Leerdefekte und unbesiedelte Implantate. Die Versuchsdauer beträgt 6 und 18 Monate. Die Auswertung erfolgt qualitativ und quantitativ an histologischen und mikroradiographischen Präparaten sowie mit Proteoglycanfärbungen. Die Qualität des Knorpelgewebes wird durch quantitative Bestimmung der mRNA von Collagen-I und -II sowie durch elektronenmikroskopische In-situ Hybridisierung von Collagen-I und -II charakterisiert. Bei erfolgreicher Durchführung soll die Technologie klinisch Anwendung finden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Klaus Michael Stürmer