Dokument: Der Einfluss einer Calciumphosphat-Beschichtung (BONIT®) auf das Proliferations- und Differenzierungspotential von humanen mesenchymalen Stromazellen in der frühen Phase der Knochenheilung
| Titel: | Der Einfluss einer Calciumphosphat-Beschichtung (BONIT®) auf das Proliferations- und Differenzierungspotential von humanen mesenchymalen Stromazellen in der frühen Phase der Knochenheilung | |||||||
| Weiterer Titel: | Influence of a Calcium Phosphate Coating (BONIT®) on the Proliferation and Differentiation Potential of Human Mesenchymal Stroma Cells in the Early Phase of Bone Healing | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=66667 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20240909-084419-4 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Eggert, Andy [Autor] | |||||||
| Dateien: |
| |||||||
| Beitragende: | PD Dr. Zilkens, Christoph [Gutachter] Prof. Dr. med. Filler, Timm J. [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Oberflächenveredelung, Implantate, Stammzellen, Calciumphosphatbeschichtung, Osteoblasten, | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Implantate spielen eine wichtige Rolle in der chirurgischen Versorgung von einer Vielzahl chronischer und akuter Erkrankungen und Verletzungen. Nicht nur die Form von Implantaten, sondern auch die Oberflächenbeschaffenheit tragen zu einer langfristig erfolgreichen Implantation bei. Bioaktive Oberflächenveredelungen können die Osseointegration positiv beeinflussen, indem der Stoffwechsel beteiligter Zellen gezielt angeregt wird. BONIT®, eine elektrochemisch hergestellte Calciumphosphat (CaP)-Beschichtung, hat sich klinisch bewährt, es gibt jedoch keine in vitro-Studien, die ihren Einfluss auf molekularer Ebene, insbesondere auf den Knochenstoffwechsel, untersuchen.
Das Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss von BONIT® auf die molekularen und zellulären Effekte von humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSCs) zu analysieren. Dazu wurden die Zellen von insgesamt zehn Spendern separat auf vier verschiedene Oberflächen ausgesät, in vitro kultiviert und deren Genexpression miteinander Mittels qRT-PCR zu drei unterschiedlichen Zeitpunkten verglichen. Das Proliferationsverhalten und das Differenzierungspotenzial der hMSCs wurde anhand zehn wichtiger Differenzierungsmarkern beurteilt. Durch die Analysen zeigte sich, dass BONIT® vermutlich einen Einfluss auf das frühe Proliferations- und Differenzierungsverhalten von hMSCs hat. Sie führte zu einem definierten mRNA-Expressionsmuster für die untersuchten Faktoren: eine Tendenz zu einer höheren Expressionsrate bei vorhandener Beschichtung konnte für bone morphogenetic protein 2 (BMP2), osteopontin (OPN), osteocalcin (OC), receptor Aktivator des NF-κB-Liganden (RANKL) und Osteoprotegerin (OPG). Eine ähnliche oder geringere Expressionsrate wurde für den runt-related transcription factor 2 (RUNX2), alpha-1 Typ I Kollagen (COL1A1), die alkalische Phosphatase (AP), Osteonectin (ON) und insulinähnlichen Wachstumsfaktor I (IGF1) festgestellt. Es zeigte sich, dass BONIT® einen signifikanten Einfluss auf das Proliferations- und Differenzierungsverhalten von humanen mesenchymalen Stromazellen hat. Wir gehen davon aus, dass die Osseointegration durch die CaP- Beschichtung gefördert wird.Implants play an important role in the surgical treatment of a wide range of chronic and acute diseases and injuries. Not only the shape of implants, but also the surface finish contribute to long-term successful implantation. Bioactive surface finishes can positively influence osseointegration by stimulating the metabolism of involved cells. BONIT®, an electrochemically produced calcium phosphate (CaP) coating, has proven clinically effective. However, there are no in vitro studies investigating its influence at the molecular level, particularly on bone metabolism. The aim of this work was to analyze the influence of BONIT® on the molecular and cellular effects of human mesenchymal stem cells (hMSCs). Cells from a total of ten donors were seeded separately on four different surfaces, cultured in vitro and their gene expression was compared using quantitative real-time polymerase chain reaction at three different time points. The proliferation behavior and differentiation potential of the hMSCs were evaluated using ten key differentiation markers. Through the analyses, BONIT® was shown to have a probable effect on the early proliferation and differentiation behavior of hMSCs. It resulted in a defined mRNA expression pattern for the investigated factors: a tendency towards a higher expression level in the presence of coating could be observed for bone morphogenetic protein 2 (BMP2), osteopontin (OPN), osteocalcin (OC), receptor activator of NF-κB ligand (RANKL) and osteoprotegerin (OPG). Similar or lower expression levels were found for runt-related transcription factor 2 (RUNX2), alpha-1 type I collagen (COL1A1), alkaline phosphatase (AP), osteonectin (ON), and insulin-like growth factor I (IGF1). BONIT® was found to have a significant effect on the proliferation and differentiation behavior of human mesenchymal stromal cells. We assume that osseointegration is promoted by the calcium phosphate coating. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 09.09.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 09.09.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 27.03.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 08.08.2024 |
