{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:2268"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:2268","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"Kultivierung humaner Meniskuszellen in verschiedenen Kultursystemen","abstract":"In den letzten Jahren konnte gezeigt werden, dass die Degeneration sowie auch die durch Verletzung bedingten Schäden der Menisci eine große Rolle im Gesundheitswesen spielen. Obwohl viele Studien im Rahmen der Meniskusersatztherapie hoffnungsvolle Ergebnisse bezüglich der Heilungsrate, der klinischen Symptome und eines gewissen Schutzes des Gelenkknorpels propagieren, so bleiben sie doch den Beweis schuldig, dass sie zu einer Wiederherstellung der mechanischen Eigenschaften des Meniskus sowie zu einer Vermeidung der nach totaler Meniskektomie häufig entstehenden Knorpelveränderungen imstande sind.
Gerade aufgrund der Tatsache, dass bei den zellfreien Repairsystemen ein inhomogenes Einwachsen der Zellen in die eingenähte Kollagenmatrix beobachtet werden kann und dass die Hauptrisikogruppe der Meniskektomiepatienten mit dieser Therapieform nicht behandelt werden kann, hat uns bewogen, grundlegende Untersuchungen zu einem zellgebundenen Meniskusrepair durchzuführen.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass humane Meniskuszellen in vitro kultivierbar sind. Dabei errreichten die Meniskuszellen in der Monolayerkultur die höchste Proliferationsrate bei der Verwendung von HAM'S F 12 Medium mit 20%igem gepooltem Humanserum-Gehalt (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,480), einem Sauerstoff-Gehalt von 16,5% (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,376) sowie einem Kohlendioxid-Gehalt von 5% (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,376) des Begasungsbrutschrankes.
Bei den untersuchten 3-dimensionalen Kultursystemen besaß das TissuFleece E® gegenüber dem TissuFoil E® aufgrund des geringeren Kollagenanteiles und der höheren Eigenstabilität die besseren Voraussetzungen für die Verwendung im Rahmen des Tissue Engineering. Dennoch zeigte das Proliferationsverhalten der humanen Meniskuszellen auf den jeweiligen biogenen Trägermaterialien über den kompletten Kulturverlauf von 30 Tagen keinen signifikanten Wachstumsunterschied. Die mittlere Verdopplungsrate/Tag lag auf dem TissuFleece® bei 0,246 und auf dem TissuFoil® bei 0,275. Auf beiden Materialien nahm die Verdopplungsrate/Tag über den Kulturverlauf mit zunehmender Zelldichte ab. Die histologische Auswertung zeigte, dass sich die Meniskuszellen auf beiden Trägermaterialien lediglich auf der Oberfläche angesiedelt haben.
Bei der Kultivierung in Alginate beads zeigten die Zellen über den gesamten Kulturverlauf eine relativ konstante Zellzahl. Die gemittelte Verdopplungsrate lag bei 0,125. Wurde zu der 1,2%igen Alginate-Lösung 25 % Synvisc® hinzugegeben, zeigte sich über den Kulturverlauf eine statistisch signifikant niedrigere absolute Zellzahl in den beads (mittlere Verdopplungsrate/Tag: 0,103).","abstract_html":"In den letzten Jahren konnte gezeigt werden, dass die Degeneration sowie auch die durch Verletzung bedingten Schäden der Menisci eine große Rolle im Gesundheitswesen spielen. Obwohl viele Studien im Rahmen der Meniskusersatztherapie hoffnungsvolle Ergebnisse bezüglich der Heilungsrate, der klinischen Symptome und eines gewissen Schutzes des Gelenkknorpels propagieren, so bleiben sie doch den Beweis schuldig, dass sie zu einer Wiederherstellung der mechanischen Eigenschaften des Meniskus sowie zu einer Vermeidung der nach totaler Meniskektomie häufig entstehenden Knorpelveränderungen imstande sind. <br>Gerade aufgrund der Tatsache, dass bei den zellfreien Repairsystemen ein inhomogenes Einwachsen der Zellen in die eingenähte Kollagenmatrix beobachtet werden kann und dass die Hauptrisikogruppe der Meniskektomiepatienten mit dieser Therapieform nicht behandelt werden kann, hat uns bewogen, grundlegende Untersuchungen zu einem zellgebundenen Meniskusrepair durchzuführen. <br>In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass humane Meniskuszellen in vitro kultivierbar sind. Dabei errreichten die Meniskuszellen in der Monolayerkultur die höchste Proliferationsrate bei der Verwendung von HAM'S F 12 Medium mit 20%igem gepooltem Humanserum-Gehalt (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,480), einem Sauerstoff-Gehalt von 16,5% (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,376) sowie einem Kohlendioxid-Gehalt von 5% (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,376) des Begasungsbrutschrankes. <br>Bei den untersuchten 3-dimensionalen Kultursystemen besaß das TissuFleece E® gegenüber dem TissuFoil E® aufgrund des geringeren Kollagenanteiles und der höheren Eigenstabilität die besseren Voraussetzungen für die Verwendung im Rahmen des Tissue Engineering. Dennoch zeigte das Proliferationsverhalten der humanen Meniskuszellen auf den jeweiligen biogenen Trägermaterialien über den kompletten Kulturverlauf von 30 Tagen keinen signifikanten Wachstumsunterschied. Die mittlere Verdopplungsrate/Tag lag auf dem TissuFleece® bei 0,246 und auf dem TissuFoil® bei 0,275. Auf beiden Materialien nahm die Verdopplungsrate/Tag über den Kulturverlauf mit zunehmender Zelldichte ab. Die histologische Auswertung zeigte, dass sich die Meniskuszellen auf beiden Trägermaterialien lediglich auf der Oberfläche angesiedelt haben. <br>Bei der Kultivierung in Alginate beads zeigten die Zellen über den gesamten Kulturverlauf eine relativ konstante Zellzahl. Die gemittelte Verdopplungsrate lag bei 0,125. 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Gerade aufgrund der Tatsache, dass bei den zellfreien Repairsystemen ein inhomogenes Einwachsen der Zellen in die eingenähte Kollagenmatrix beobachtet werden kann und dass die Hauptrisikogruppe der Meniskektomiepatienten mit dieser Therapieform nicht behandelt werden kann, hat uns bewogen, grundlegende Untersuchungen zu einem zellgebundenen Meniskusrepair durchzuführen.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass humane Meniskuszellen in vitro kultivierbar sind. Dabei errreichten die Meniskuszellen in der Monolayerkultur die höchste Proliferationsrate bei der Verwendung von HAM'S F 12 Medium mit 20%igem gepooltem Humanserum-Gehalt (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,480), einem Sauerstoff-Gehalt von 16,5% (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,376) sowie einem Kohlendioxid-Gehalt von 5% (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,376) des Begasungsbrutschrankes.
Bei den untersuchten 3-dimensionalen Kultursystemen besaß das TissuFleece E® gegenüber dem TissuFoil E® aufgrund des geringeren Kollagenanteiles und der höheren Eigenstabilität die besseren Voraussetzungen für die Verwendung im Rahmen des Tissue Engineering. Dennoch zeigte das Proliferationsverhalten der humanen Meniskuszellen auf den jeweiligen biogenen Trägermaterialien über den kompletten Kulturverlauf von 30 Tagen keinen signifikanten Wachstumsunterschied. Die mittlere Verdopplungsrate/Tag lag auf dem TissuFleece® bei 0,246 und auf dem TissuFoil® bei 0,275. Auf beiden Materialien nahm die Verdopplungsrate/Tag über den Kulturverlauf mit zunehmender Zelldichte ab. Die histologische Auswertung zeigte, dass sich die Meniskuszellen auf beiden Trägermaterialien lediglich auf der Oberfläche angesiedelt haben.
Bei der Kultivierung in Alginate beads zeigten die Zellen über den gesamten Kulturverlauf eine relativ konstante Zellzahl. Die gemittelte Verdopplungsrate lag bei 0,125. Wurde zu der 1,2%igen Alginate-Lösung 25 % Synvisc® hinzugegeben, zeigte sich über den Kulturverlauf eine statistisch signifikant niedrigere absolute Zellzahl in den beads (mittlere Verdopplungsrate/Tag: 0,103).","In the last years it has been proven that degeneration as well as meniscus-damages caused by injuries play an important role in health care. Even though research on meniscus-substitution-therapy propagates hopeful results with regard to cure rate, clinical symptoms and a certain protection of the articular cartilage, there is still no evidence that by this kind of therapy a rehabilitation of the mechanic properties of the meniscus and a prevention of cartilage-damage, which is often the result of meniscectomy, can be achieved.
The very fact that with cellfree repairsystems an inhomogeneous growth of the cells into the sown-in collagenmatrix can be observed and that the major risk group of meniscectomy patients cannot be treated with this kind of therapy gave us the idea to conduct basic research on meniscus-repair based on cells.
This dissertation shows that human meniscus cells can be cultivated in vitro. In doing so the meniscus cells in monolayerculture reached the highest proliferationrate using HAM'S F 12 medium with 20% human serum (maximum doubling rate per day: 0,480), an oxygen-concentration of 16,5 % (maximum doubling rate per day: 0,376) as well as a carbondioxid-concentration of 5 % (maximum doubling rate per day: 0,376) of the incubator.
Of the 3-dimensional culturesystems analyzed, the TissuFleece E® met the requirements for the use in Tissu Engineering much better than TissuFoil E® because of its lower collagenconcentration and its higher inherent stability.
However, the proliferation-behaviour of human meniscus cells on the individual biogen carrier-material didn't show a significant difference in growth in the course of 30 days. The average doubling rate per day was 0,246 on TissuFleece® and 0,275 on TissuFoil®. On both materials the doubling rate per day decreased within these 30 days with increasing cell density. The histological analysis showed that on both materials meniscus cells only settled on the surface.
In the cultivation in Alginate beads the number of cells stayed relatively constant in the course of the process. The average doubling rate was 0,125. When 25% Synvisc® was added to the 1,2 percent Alginate-solution, a statistically significant lower absolute number of cells in the beads (average doubling rate per day: 0,103) could be observed in the course of the process."]},{"key":"dc:format.medium","label":"Dc Format Medium","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Kultivierung humaner Meniskuszellen in verschiedenen Kultursystemen","Cultivation of human meniscus cells at different culture conditions"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Reichelt, Achim"],"dc:creator":["Prettin, Stephan Eckart"],"dc:description.abstract":["In den letzten Jahren konnte gezeigt werden, dass die Degeneration sowie auch die durch Verletzung bedingten Schäden der Menisci eine große Rolle im Gesundheitswesen spielen. Obwohl viele Studien im Rahmen der Meniskusersatztherapie hoffnungsvolle Ergebnisse bezüglich der Heilungsrate, der klinischen Symptome und eines gewissen Schutzes des Gelenkknorpels propagieren, so bleiben sie doch den Beweis schuldig, dass sie zu einer Wiederherstellung der mechanischen Eigenschaften des Meniskus sowie zu einer Vermeidung der nach totaler Meniskektomie häufig entstehenden Knorpelveränderungen imstande sind.
Gerade aufgrund der Tatsache, dass bei den zellfreien Repairsystemen ein inhomogenes Einwachsen der Zellen in die eingenähte Kollagenmatrix beobachtet werden kann und dass die Hauptrisikogruppe der Meniskektomiepatienten mit dieser Therapieform nicht behandelt werden kann, hat uns bewogen, grundlegende Untersuchungen zu einem zellgebundenen Meniskusrepair durchzuführen.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass humane Meniskuszellen in vitro kultivierbar sind. Dabei errreichten die Meniskuszellen in der Monolayerkultur die höchste Proliferationsrate bei der Verwendung von HAM'S F 12 Medium mit 20%igem gepooltem Humanserum-Gehalt (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,480), einem Sauerstoff-Gehalt von 16,5% (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,376) sowie einem Kohlendioxid-Gehalt von 5% (maximale Verdopplungsrate/Tag: 0,376) des Begasungsbrutschrankes.
Bei den untersuchten 3-dimensionalen Kultursystemen besaß das TissuFleece E® gegenüber dem TissuFoil E® aufgrund des geringeren Kollagenanteiles und der höheren Eigenstabilität die besseren Voraussetzungen für die Verwendung im Rahmen des Tissue Engineering. Dennoch zeigte das Proliferationsverhalten der humanen Meniskuszellen auf den jeweiligen biogenen Trägermaterialien über den kompletten Kulturverlauf von 30 Tagen keinen signifikanten Wachstumsunterschied. Die mittlere Verdopplungsrate/Tag lag auf dem TissuFleece® bei 0,246 und auf dem TissuFoil® bei 0,275. Auf beiden Materialien nahm die Verdopplungsrate/Tag über den Kulturverlauf mit zunehmender Zelldichte ab. Die histologische Auswertung zeigte, dass sich die Meniskuszellen auf beiden Trägermaterialien lediglich auf der Oberfläche angesiedelt haben.
Bei der Kultivierung in Alginate beads zeigten die Zellen über den gesamten Kulturverlauf eine relativ konstante Zellzahl. Die gemittelte Verdopplungsrate lag bei 0,125. Wurde zu der 1,2%igen Alginate-Lösung 25 % Synvisc® hinzugegeben, zeigte sich über den Kulturverlauf eine statistisch signifikant niedrigere absolute Zellzahl in den beads (mittlere Verdopplungsrate/Tag: 0,103).","In the last years it has been proven that degeneration as well as meniscus-damages caused by injuries play an important role in health care. Even though research on meniscus-substitution-therapy propagates hopeful results with regard to cure rate, clinical symptoms and a certain protection of the articular cartilage, there is still no evidence that by this kind of therapy a rehabilitation of the mechanic properties of the meniscus and a prevention of cartilage-damage, which is often the result of meniscectomy, can be achieved.
The very fact that with cellfree repairsystems an inhomogeneous growth of the cells into the sown-in collagenmatrix can be observed and that the major risk group of meniscectomy patients cannot be treated with this kind of therapy gave us the idea to conduct basic research on meniscus-repair based on cells.
This dissertation shows that human meniscus cells can be cultivated in vitro. In doing so the meniscus cells in monolayerculture reached the highest proliferationrate using HAM'S F 12 medium with 20% human serum (maximum doubling rate per day: 0,480), an oxygen-concentration of 16,5 % (maximum doubling rate per day: 0,376) as well as a carbondioxid-concentration of 5 % (maximum doubling rate per day: 0,376) of the incubator.
Of the 3-dimensional culturesystems analyzed, the TissuFleece E® met the requirements for the use in Tissu Engineering much better than TissuFoil E® because of its lower collagenconcentration and its higher inherent stability.
However, the proliferation-behaviour of human meniscus cells on the individual biogen carrier-material didn't show a significant difference in growth in the course of 30 days. The average doubling rate per day was 0,246 on TissuFleece® and 0,275 on TissuFoil®. On both materials the doubling rate per day decreased within these 30 days with increasing cell density. The histological analysis showed that on both materials meniscus cells only settled on the surface.
In the cultivation in Alginate beads the number of cells stayed relatively constant in the course of the process. The average doubling rate was 0,125. When 25% Synvisc® was added to the 1,2 percent Alginate-solution, a statistically significant lower absolute number of cells in the beads (average doubling rate per day: 0,103) could be observed in the course of the process."],"dc:format.medium":["application/pdf"],"dc:subject":["Kultursysteme","Meniskuszellen","meniscus cells","tissue engineering","cultures"],"dc:title":["Kultivierung humaner Meniskuszellen in verschiedenen Kultursystemen","Cultivation of human meniscus cells at different culture conditions"],"dc:type":["DoctoralThesis"]},"updated_at":"2026-07-24T02:22:40Z"}