Titelaufnahme

Titel
Besiedelungsvarianten von Chondrozyten und mesenchymalen Stammzellen
Weitere Titel
Seeding types for chondrocytes and mesenchymal stem cells
VerfasserRuß, Marlene
Erschienen2014
Datum der AbgabeJuni 2014
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Besiedelung / Bioreaktor
Schlagwörter (EN)Seeding / Bioreactor
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Tissue Engineering (dt. Geweberekonstruktion) bezeichnet die in vitro Herstellung von Gewebearten. Für die Behandlung von Knorpelschäden werden hierfür Chondrozyten und mensenchymale Stammzellen verwendet. Um die Zellen auf einem 3D Trägermaterial (Scaffold) kultivieren zu können, muss dieses erst mit Zellen besiedelt werden. Es handelt sich hierbei um einen wichtigen Schritt um eine erfolgreiche Kultivierung zu gewährleisten. Die Besiedelung hat Einfluss auf die Stabilität und den Aufbau des fertig hergestellten Knorpelgewebes.

In dieser Arbeit werden folgende Besiedelungsvarianten erklärt: statisch, Tiefenfiltration, Spinner Flask, Perfusion und Rotation. Zudem werden die verschiedenen Methoden zur Auswertung der Besiedelung beschrieben. Wichtige Parameter sind hierbei die Zellanzahl, die Zellvitalität und die Zellverteilung. Für die Kultivierung sind zusätzlich noch Zellbestandteile und Zellmetabolismus von Bedeutung.

Abschließend werden die Auswirkungen der Besiedelungsvariante auf das Trägermaterial dargelegt. Die Ergebnisse der Besiedelung variieren stark in Abhängigkeit von der Trägermorphologie (z.B. Dichte) und der Besiedelungsmethode. Bei der statischen und Spinner Flask Methode tritt vor allem bei dichteren Scaffolds eine ungleichmäßige Verteilung der Zellen auf. Durch die Perfusion wird hingegen eine regelmäßigere Verteilung erzielt, da die Zellsuspension gezwungen wird durch das Trägermaterial zu fließen. Bei der Perfusion wird überdies eine höhere Besiedelungseffizienz erreicht als bei der statischen oder Spinner Flask Methode. Ein wichtiger Faktor bei der dynamischen Besiedelung ist auch die Geschwindigkeit mit der das Trägermaterial besiedelt wird. Zusätzlich werden noch Auswirkungen auf die Zellen durch die verschiedenen Kultivierungsmethoden gezeigt. Zusammenfassend erweist sich die Perfusion, vor allem bei dichteren Trägermaterialien, als die effizienteste Methode für eine gleichmäßige Verteilung der Zellen.

Zusammenfassung (Englisch)

Tissue Engineering describes the in vitro production of tissues. Chondrocytes and mesenchymal stem cells are used for cartilage repair. To cultivate cells on a 3D scaffold, it is necessary to settle cells on it beforehand. This is a major step to ensure that the cultivation will be successful. The seeding has an influence on the stability and structure of the entire cartilage tissue.

This thesis deals with the different seeding types. Following methods are explained: static, depth-filtration, spinner flask, perfusion and rotation. Different methods for the evaluation of seeding types are covered by this thesis as well. Main parameters are cell amount, cell viability and cell distribution. Furthermore, the cell components and the cell metabolism are important for the cultivation.

The effects of the seeding are different and depend on the scaffold (e.g. porosity) and on the seeding type. The static and spinner flask methods cause a nonuniform distribution of cells. The perfusion generates constructs with uniform distribution, because the cell suspension has to circulate through the scaffold. The perfusion also achieves a higher seeding efficiency in comparison with static or spinner flask. The rate of perfusion is an important factor for the seeding of a scaffold. This thesis also shows the impact of the different cultivation methods on the cells. In summary, cell seeding by perfusion has the best uniform performance for a tight scaffold.