Die realitätsgetreue Darstellung von Zellsystemen mit Hilfe der Konfokalen-Laser-Scanning-Mikroskopie am Beispiel dreidimensional kultivierter Chondrozyten*

Zusammenfassung

Hintergrund: Beim tissue-engineering von autologem Knorpelgewebe werden Chondrozyten isoliert, zuerst unter konventionellen Bedingungen im Monolayer vermehrt und anschließend in einen speziellen bioresorbierbaren Zellträger eingebracht. Der Zellträger gewährleistet die Formstabilität und die dreidimensionale Zellanordnung während der Kultur und für die spätere Transplantation. Ziel der Studie war die Untersuchung der Verteilung und Vitalität der Zellen direkt im Zellträger unter Verwendung des zusätzlichen Hilfsstoffes Agarose, auf den im Hinblick eines späteren klinischen Einsatzes verzichtet werden muß. Methode: Die Konfokale-Laser-Scanning-Mikroskopie erlaubt erstmals unter Verwendung geeigneter Zellmarker die für diese Studie erforderliche realitätsgetreue Rekonstruktion des dreidimensional kultivierten Knorpelmodells. Ergebnisse: Es konnte gezeigt werden, dass Agarose keinen förderlichen Effekt aufweist, was die Zellverteilung und Vitalität betrifft. Schlußfolgerung: Weitere Untersuchungen werden darüber Aufschluß geben, inwieweit auf Agarose im Hinblick auf die Synthese knorpelspezifischer Matrix verzichtet werden kann.

Summary

Background: We have developed a three-dimensional model for tissue engineering of cartilage. Chondrocytes were isolated and first multiplied in conventional monolayer cultures. Then the cells are seeded with or without agarose on special absorbable scaffolds that provided stability and enabled three-dimensional cell distribution of the tissue-engineered cartilage. The aim of the study was to investigate the possibility of avoiding agarose in tissue engineering because of the potential risk of causing an inflammatory process in later human implantation. Method: For the first time we investigated cell distribution combined with vitality directly in the cell carrier under the conditions described by using confocal laser-scanning microscopy. Working with unfixed cells, this method enables the reconstruction of three-dimensional cell cultures with suitable cell markers that closely simulates the physiologic situation, thereby exceeding each other method. Results: It was evident that agarose had no positive effect on cell distribution and vitality. Conclusion: Further experiments concerning the effect of agarose on synthesis of cartilage-specific matrix are in progress.

Schlüsselwörter

Tissue-engineering - Knorpelgewebe - Konfokale-Laser-Scanning-Mikroskopie - Agarose

Key words

Tissue-Engineering - Cartilage - Confocal laser-scanning microscopy - Agarose