Etablierung eines Perfusionssystems zur Kultivierung zellbesiedelter 3D-Scaffolds aus mineralisiertem Kollagen

  • In der vorliegenden Arbeit wurde ein Perfusionssystem in Anlehnung an das Perfusionsprinzip nach Bancroft etabliert. Scaffolds aus mineralisiertem Kollagen, besiedelt mit humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) wurden drei Wochen lang dynamisch kultiviert, wobei die Hälfte der Proben mit osteogenen Supplementen (oS) behandelt wurde. Die Auswirkungen der Perfusionskultur auf die Proliferation, Vitalität und osteogene Differenzierung der hMSC wurden bei zwei verschiedenen Flussraten und im Vergleich zur statischen Kultivierung untersucht. Die Bestimmung des DNA-Gehaltes und der LDH-Aktivität aus dem Zelllysat lieferten Aussagen über die Zellzahl. Zur Beurteilung der osteogenen Differenzierung wurde die ALP-Aktivität bestimmt. Außerdem wurden REM-Aufnahmen und MTT-Tests vorgenommen. Es zeigte sich, dass die Perfusionskultur im gewählten Versuchsaufbau keinen positiven Einfluss auf die Proliferation und Vitalität von hMSC in Scaffolds aus mineralisiertem Kollagen nimmt, jedoch die Verteilung der Zellen im Scaffold verbessert werden kann. Die osteogene Differenzierung wurde nicht unterstützt, jedoch wurden ohne oS kultivierte hMSC zur Differenzierung in Richtung Knochenzelle angeregt. Eine Aussage zum Einfluss der Flussrate auf die untersuchten Parameter konnte nicht getroffen werden, da die unabdingbare Verwendung verschiedener Scaffoldchargen höchstwahrscheinlich einen signifikanten Einfluss auf die Versuchsergebnisse genommen hat.
  • In the present study a flow perfusion system according to the principle of Bancroft was established. Scaffolds from mineralized collagen seeded with human mesenchymal stem cells (hMSC) were cultured for three weeks under dynamic conditions with and without the addition of osteogenic supplements (oS). The effect of perfusion culture on proliferation, viability and osteogenic differentiation of hMSC was examined operating with two different flow rates and in comparison to static culture. Cell number was quantified by determination of DNA content and LDH activity after cell lysis. For evaluation of the osteogenic differentiation ALP activity was examined. Furthermore SEM investigations and MTT staining were performed. In the chosen experimental set-up flow perfusion culture showed no positive impact on proliferation and viability of hMSC in scaffolds from mineralized collagen, but the distribution of cells can be enhanced. The osteogenic differentiation was not supported, however hMSC cultured without oS were stimulated to differentiate into bone cells. It was not possible to evaluate the influence of flow rate on the examined parameters, since different batches of mineralized collagen scaffolds had to be used in the present study.

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Metadaten
Author:Nadine Kaiser
Advisor:Jens FüsselGND, Anne Bernhardt
Document Type:Bachelor Thesis
Language:German
Name:Technische Universität Dresden, Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien, Institut für Werkstoffwissenschaft
Budapester-Straße 27, 01069 Dresden
Date of Publication (online):2010/09/06
Year of first Publication:2010
Publishing Institution:Westsächsische Hochschule Zwickau
Date of final exam:2010/03/22
GND Keyword:Perfusion; Zellkultur; Scaffold; Kollagen
Page Number:50 Seiten, 16 Abb., - Tab., 90 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Physikalische Technik, Informatik
Release Date:2010/09/06