V 38 Elektromagnetische Stimulation beim Knorpelersatz

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• 作者：Alice Paß ; berger ; S. Mayer ; B. Sievers ; V. Jansson ; P.E. Mü ; ller
• 刊名：Sport-Orthopädie - Sport-Traumatologie - Sports Orthopaedics and Traumatology
• 出版年：2010
• 出版时间：2010
• 年：2010
• 卷：26
• 期：2
• 页码：119
• 全文大小：45 K

文摘

Fragestellung

Es konnte gezeigt werden, dass elektromagnetische Felder chondroprotektiv wirken können. Die exakten Funktionmechanismen sind hierbei noch nicht bekannt. Unter elektromagnetischer Stimulation konnte im Tiermodell eine Zunahme der Knorpeldicke und bei degenerierten Chondrozyten eine Redifferenzierung festgestellt werden. Weitere Versuche zeigten die vermehrte Expression von TGF-ß₃ nach elektromagnetischer Stimulation. Da TGF-ß₃ eine wichtige Rolle bei der chondrogenen Differenzierung humaner mesenchymaler Stammzellen (hMSCs) spielt, könnte die elektromagnetische Stimulation zur verbesserten Differenzierung von hMSCs beitragen. Ziel dieser Studie war es, den Einfluss elektromagnetischer Felder auf das chondrogene Differenzierungsverhalten von hMSCs zu untersuchen.

Methodik

Es wurden hMSCs bei 37 °C, 5 % CO₂ und 95 % Luftfeuchtigkeit in alpha-Medium, 10 % fetalem Kälberserum, 50 U/ml Penicillin/Streptomycin, 1 % L-Glutamin unter Zugabe von FGF-2 und TGF-β₃ kultiviert. Je 2×10⁵ hMSCs pro well wurden in 96-well-V-Bottom Polypropylen Platten zentrifugiert, um Pelletkulturen zu bilden. Diese wurden für 21 Tage in Differenzierungsmedium unter den oben beschriebenen Standardbedingungen kultiviert. Die Pelletkulturen wurden in einem Spulensystem der Neuen Magnetodyn GmBH einem sinusförmigen, elektromagnetischen Feld der Stärke 5 mT und einer Frequenz von 15 Hz über einen Zeitraum von drei Wochen jeweils dreimal pro Tag für 45 min ausgesetzt. Die Kontrollen wurden nicht stimuliert. Für die histologische Auswertung wurden seriell angefertigte Gefrierschnitte mit Toluidinblau, Safranin-O sowie Alzian-Blau angefärbt. Immunhistologisch wurde Kollagen II nachgewiesen. Durch eine qRT-PCR wurden Kollagen Typ II a₁ Ketten (COL2A1) and Aggrekan quantifiziert. Die Zielgen-Expression wurde gegenüber Cyclophilin B normalisiert.

Ergebnisse

Die elektromagnetisch stimulierten Kulturen zeigten eine signifikante Zunahme der Expression von Kollagen Typ II und Aggrekan, verglichen mit unstimulierten Kulturen. Histologisch und immunhistologisch zeigte sich keine Unterschiede nach elektromagnetischer Stimulation.

Schlussfolgerung

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass eine elektromagnetische Stimulation mit 5 mT in der Lage ist, die chondrogene Differenzierung von hMSCs zu unterstützen. In der regenerativen Medizin könnte bei der Generierung von Knorpelgewebe aus hMSCs die elektromagnetische Stimulation somit eine wichtige Rolle spielen. Die Wirksamkeit der Anwendung elektromagnetischer Felder beim Knorpelersatz wird durch diese Ergebnisse unterstützt und lässt eine solche Therapie sinnvoll erscheinen.