Zusammenfassung
Die Transplantation autologen Knorpels wird in der rekonstruktiven Chirurgie vor allem
zum Ersatz von Skelettdefekten eingesetzt. Wegen des begrenzten Angebotes an frischem
autologem Knorpel wurde eine Vielzahl von Untersuchungen zur in-vitro-Herstellung
von Knorpelgewebe unternommen. Verschiedene Wachstumsfaktoren regulieren den Metabolismus
und die Aktivierung von Knorpelzellen. Um die Kulturbedingungen für Chondrozyten zu
verbessern, wurde der Einfluß von transforming growth factor (TCF)-beta, epidermal growth factor (ECF) und basic fibroblast growth factor (bFCF) auf die Proliferation und die Matrixsynthese von menschlichen Chondrozyten
aus Nasenseptumknorpel untersucht. Die isolierten Zellen wurden in Monolayer und Agar
kultiviert. Die biologischen Effekte der Wachstumsfaktoren wurden durch die Bestimmung
der Gesamtprotein- und Proteoglykansynthese sowie der Zellproliferationsrate bestimmt.
Wir konnten einen Anstieg der Proliferationsrate nach Zugabe der verschiedenen Wachstumsfaktoren
beobachten. Die stärkste Stimulation trat nach Zugabe von bFCF und weniger nach Zugabe
von ECF auf. Wenn alle Wachstumsfaktoren zusammen zugegeben wurden, wurde ein fünffacher
Anstieg in der Proliferationsaktivität der Zellen erzielt. Die Effekte konnten durch
Faktoren, die in fötalem Kälberserum vorhanden sind, verstärkt werden. TCF-beta verursachte
eine dosisabhängige Stimulation des Gesamtproteins und der Proteoglykansynthese bei
Chondrozyten, die in Monolayer und Agar kultiviert wurden. Die Wirkung von TCF-beta
auf die Matrixsynthese war bei Chondrozyten, die in Agar kultiviert worden waren,
größer als bei Chondrozyten, die im Monolayer wuchsen. Unter keiner der Kulturbedingungen
wurden stimulierende Effekte von bFCF auf die Matrixsynthese festgestellt. Zusammenfassend
kann man feststellen, dass die Kulturbedingungen für die Knorpelzüchtung unter der
Verwendung von Wachstumsfaktoren optimiert werden können.
Summary
In reconstructive surgery, autologous cartilage grafting is commonly performed to
reconstruct skeletal defects. Because of the limited supply of fresh autologous cartilage,
many investigators concentrate on the in vitro production of cartilage tissue. Several
growth factors regulate the metabolism and activation of cartilage cells. The aim
of our investigation was to characterize the influence of transforming growth factor (TCF)-beta, epidermal growth factor (EGF), and basic fibroblast growth factor (bFCF) on the proliferation and matrix synthesis of human nasal septal chondrocytes.
The isolated cells were cultured in monolayer and in agar. The biological effects
of the growth factors were assessed by determining the total protein and proteoglycan
synthesis and cell proliferation. We observed an increase of the proliferation rates
when the different growth factors were added. Greater stimulation was produced by
bFGF than by EGF. Adding all growth factors together produced a fivefold increase
in the proliferation activity of the cells. The effects were enhanced by factors present
in fetal calf serum. TGF-beta caused dose-dependent stimulations of total protein
as well as glycosaminoglycan synthesis in chondrocytes cultured in monolayer and agar.
The stimulating effect of TGF-beta on matrix synthesis was greater for chondrocytes
cultured in agar than for chondrocytes cultured in monolayer. No stimulatory effects
of bFGF on the matrix synthesis were observed in any of both culture conditions. We
can conclude that the conditions for cartilage cultivation can be optimized by employing
growth factors.
Schlüsselwörter
Transforming growth factor (TCF)-beta - Epidermal growth factor (ECF) - Basic fibroblast
growth factor (bFCF) - Chondrozyten - Knorpeltransplantation - Gewebezüchtung
Key words
Transforming growth factor beta - Epidermal growth factor - Basic fibroblast growth
factor - Chondrozyte - Cartilage grafting - Tissue cultivation
