In-vitro-Züchtung von Knorpelgewebe für die rekonstruktive Chirurgie: Einfluß von L(+)-Laktat und Glykolat auf kultivierte humane Chondrozyten

Zusammenfassung

Im Rahmen des Entwurfs eines in einem dreidimensionalen Kulturmodell in vitro gezüchteten Knorpeltransplantates soll die Stabilität der Chondrozytenträgersubstanz verbessert werden. Hierzu bietet sich die Verwendung verschiedener Trägerstoffe aus resorbierbaren Biomaterialien, z.B. aus Poly-L-Laktid (PLA) und Polyglykolsäure (PGA); an. Von Interesse hinsichtlich der Biokompatibilität ist demnach die Auswirkung von Degradationsprodukten dieser Biomaterialien auf Chondrozyten. Humane Chondrozyten wurden mit den entsprechenden Monomeren der Biomaterialien, L(+)-Laktat und Glykolat, versetzt. Die Aktivität der Chondrozyten wird anschließend mit Hilfe des 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyl-Tetrazolium (MTT)-Test quantifiziert. Ein durch den pH-Wert verursachter Effekt bzw. ein pH-Wert unabhängiger Effekt wurde untersucht. In einem kurzzeitigen Belastungstest mit zunehmenden Konzentrationen, als auch in einem zwölftägigen Langzeittest zeigten die Chondrozyten gegenüber L(+)-Laktat im Gegensatz zu Glykolat eine bessere Verträglichkeit. Ebenfalls konnte eine geringere Toxizität von L(+)-Laktat im Vergleich zu Glykolat bei Pufferung der Kulturmedien mit NaOH festgestellt werden. Aufgrund dieser Ergebnisse empfiehlt sich somit die Verwendung von Poly-L-Laktid-Trägerstoffen bei der Entwicklung von Zell-Polymer-Konstrukten mit Chondrozyten.

Summary

Within the scope of producing cartilage tissue in a three-dimensional culture design, the stability of the used delivery substance in-vitro tissue product has to be improved. For this, carrier materials consisting of bioresorbable polymers, e. g. poly(L[+]-lactic acid) and poly(glycolic acid) can be used. In respect of the biocompatibility of these polymers, the effect of degradation products on chondrocytes is of major interest. The available biomaterials were tested on chondrocytes in form of their monomers, glycolic acid and L(+)-lactic acid. Effects in regard of cell activity were determined with the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetra-zoliumbromide(MTT)test. A non-pH-effect was examined by buffering with concentrated NaOH. In a short-term testing with increasing monomer concentrations as well as in a test over a twelve-day period, L(+)-lactic acid proved to have a lower cytotoxic effect on chondrocytes than glycolic acid. Similar results were obtained with buffered culture media. Therefore, poly(L[+]-lactic acid) can be recommended for the development of chondrocytes-polymer constructs for in-vitro engineering of cartilage tissue.

Schlüsselwörter

Knorpelzüchtung - Chondrozyten - PGA - PLA - Biokompatibilität - MTT-Test

Key words

Cartilage engineering - Chondrocytes - PLA - PGA - Biocompatibility - MTT test