In vitro- / in vivo- Untersuchungen zur Biokompatibilität und Bioresorption amorpher Kieselgelfaser für das Tissue engineering humaner Knorpelgewebe

Ein Nachteil resorbierbarer organischer Polymere besteht in ihrer Degradation unter Veränderung des Gewebemilieus ähnlich einer Entzündung mit negativer Beeinflussung der Gewebedifferenzierung. Anorganische Kieselgelfasern sind aufgrund der fehlenden Kondensation zu SiO2 biodegradierbar ohne saure Abbauprodukte zu bilden. Zur Untersuchung der Materialeigenschaften wurden Kieselgelfasern in immunkompetente Mäuse subkutan implantiert und nach 6 und 10 Wochen histologisch untersucht. Analog wurden die Kieselgelfasern mit Chondrozyten besiedelt, in vitro über 2 Wochen inkubiert und die Zellmorphologie- und vitalität (fluoreszenz-) mikroskopisch beurteilt. Nach 6 Wochen lassen sich makroskopisch keine Fasern, mikroskopisch nur vereinzelt Faserbruchteile nachweisen. In der Umgebung findet sich eine geringgradige lymphatische Infiltration und Makrophagen. Nach 10 Wochen kommen makroskopisch und mikroskopisch keine Fasern mehr zur Darstellung. Die Umgebung zeigt keine bis geringgradige zelluläre Reaktion. Die in vitro Untersuchung lässt über einen Zeitraum von 2 Wochen vitale Chondrozyten erkennen. Die Homogenität der dreidimensionalen Zellverteilung innerhalb der Fasern kann durch Verwendung einer Fibrinsuspension optimiert werden. Es steht nun erstmals eine anorganische bioresorbierbare Trägersubstanz zur Verfügung. Diese Faser zeigt eine definiertes Resorptionsverhalten und keine negative Beeinflussung der Vitalität und Morphologie humaner Chondrozyten. Die bei anderen Materialien zu beobachtende Entzündungsreaktion ist nicht bzw. deutlich geringgradiger ausgeprägt.

Key words

Biomaterial - Knorpel - Tissue engineering - plastisch-rekonstruktive Chirurgie