Mechanische Stimulierung humaner Osteoblastenkulturen: ein In-vitro-Modell zur Untersuchung zellulärer Effekte bei der Frakturheilung
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INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
.
1
1.1.
EINFUEHRUNG
.
1
1.2.
FUNKTIONELLE
ANPASSUNG
DES
KNOCHENGEWEBES
.
1
1.3.
BIOMECHANISCHE
UND
BIOCHEMISCHE
BEFUNDE
BEI
DER
FRAKTURHEILUNG
.
4
1.3.1.
STAND
DER
FORSCHUNG
ZUR
BIOMECHANIK
DER
FRAKTURHEILUNG
.
4
1.3.2.
DIE
ROLLE
BIOCHEMISCHER
FAKTOREN
BEI
DER
FRAKTURHEILUNG
.
8
1.4.
PROBLEMSTELLUNG
.
11
1.5.
IN
VITRO
MODELLE
ZUM
NACHWEIS
MECHANISCHER
EFFEKTE
AUF
ZELLKULTUREN
.
12
1.5.1.
STAND
DER
FORSCHUNG
.
12
1.5.2.
BEGRUENDUNG
DER
EIGENENTWICKLUNG
EINES
ZELLSTIMULATORS
.
14
1.6.
ZIELSETZUNG
DER
VORLIEGENDEN
ARBEIT
.
15
2.
MATERIAL
UND
METHODEN
.
17
2.1.
ISOLIERUNG
UND
ANZUCHT
DER
ZELLKULTUREN
.
17
2.1.1.
OSTEOBLASTEN-PRIMAERKULTUREN
.
17
2.1.2.
FIBROBLASTEN-PRIMAERKULTUREN
.
18
2.2.
VERGLEICHENDE
CHARAKTERISIERUNG
DER
OSTEOBLASTEN
UND
FIBROBLASTENKULTUREN
.
18
2.2.1.
CHARAKTERISIERUNG
DER
ZELLPROLIFERATION
.
19
2.2.2.
BESTIMMUNG
DER
ALKALISCHEN
PHOSPHATASEAKTIVITAET
.
19
2.2.3.
NACHWEIS
DER
IN
VITRO
MINERALISIERUNG
.
20
2.2.4.
ANALYSE
DER
KOLLAGENBIOSYNTHESE
.
20
2.2.5.
MESSUNG
DER
OSTEOKALZINSYNTHESE
.
21
2.3.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPISCHE
(=REM-)
UNTERSUCHUNG
DER
ZELLMORPHOLOGIE
IM
DREIDIMENSIONALEN
KERAMIKSUBSTRAT
.
22
2.3.1.
HERSTELLUNG
DER
PYROST-REM-PRAEPARATE
.
23
2.4.
ENTWICKLUNG
UND
CHARAKTERISIERUNG
DES
ZELLSTIMULATIONSMODELLS
.
24
2.4.1.
HERSTELLUNG
DER
SILIKONSCHALEN
.
25
2.4.2.
MECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
UND
DEHNUNGSVERTEILUNG
.
26
2.4.3.
KONDITIONIERUNG
DER
SCHALEN
FUER
DIE
ZELLANZUCHT.
.
27
2.4.4.
ZYTOKOMPATIBILITAET
DER
SILIKONSCHALEN
.
28
2.4.5.
NACHWEIS
DER
DEHNUNGSUEBERTRAGUNG
AUF
DIE
ZELLEN
.
28
2.5.
STIMULATIONSVERSUCHE
AN
HUMANEN
OSTEOBLASTEN
UND
FIBROBLASTENKULTUREN
.
30
2.5.1.
VARIATION
DER
DEHNUNGSAMPLITUDE
.
31
2.5.2.
VARIATION
DER
STIMULATIONSFREQUENZ
.
32
2.5.3.
EFFEKTE
KONSTANTER
STIMULATIONSBEDINGUNGEN
AUF
OSTEOBLASTEN
UND
FIBROBLASTENKULTUREN
.
33
2.5.4.
BESTIMMUNG
DER
SYNTHESE
VON
TGFSS
.
33
2.5.5.
EFFEKTE
DYNAMISCHER
DEHNUNGEN
AUF
DIE
ZELLORIENTIERUNG
.
34
2.6.
STATISTIK
.
36
3.
ERGEBNISSE
.
37
3.1.
VERGLEICHENDE
CHARAKTERISIERUNG
DER
OSTEOBLASTEN
UND
FIBROBLASTENKULTUREN
.
37
3.1.1.
VERGLEICHENDE
CHARAKTERISIERUNG
DER
PROLIFERATIONSKINETIK
.
37
3.1.2.
BESTIMMUNG
DER
ALKALISCHEN
PHOSPHATASEAKTIVITAET
.
42
3.1.3.
NACHWEIS
DER
IN
VITRO
MINERALISIERUNG
.
44
3.1.4.
ANALYSE
DER
KOLLAGENBIOSYNTHESEPRODUKTE
.
45
3.1.5.
OSTEOKALZINNACHWEIS
IN
OSTEOBLASTENKULTUREN
.
46
3.2.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPISCHE
(=REM-)
UNTERSUCHUNG
DER
ZELLMORPHOLOGIE
.
46
3.3.
CHARAKTERISIERUNG
DES
ZELLSTIMULATORS
.
50
3.3.1.
MECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
UND
DEHNUNGSVERTEILUNG
.
50
3.3.2.
ZYTOKOMPATIBILITAET
DER
SILIKONSCHALEN
.
52
3.3.3.
NACHWEIS
DER
DEHNUNGSUEBERTRAGUNG
AUF
DIE
ZELLEN
.
53
3.4.
STIMULATIONSVERSUCHE
AN
HUMANEN
OSTEOBLASTEN
UND
FIBROBLASTENKULTUREN
.
54
3.4.1.
VARIATION
DER
DEHNUNGSAMPLITUDE
.
54
3.4.2.
VARIATION
DER
STIMULATIONSFREQUENZ
.
55
3.4.3
EFFEKTE
KONSTANTER
STIMULATIONSBEDINGUNGEN
AUF
OSTEOBLASTEN
UND
FIBROBLASTENKULTUREN
.
56
3.4.4.
STIMULATIONSEFFEKTE
AUF
DIE
FREISETZUNG
VON
TGFSS
.
60
3.4.5.
EFFEKTE
DYNAMISCHER
DEHNUNGEN
AUF
DIE
ZELLORIENTIERUNG
.
61
4.
DISKUSSION
.
68
4.1.
VERGLEICHENDE
CHARAKTERISIERUNG
DER
OSTEOBLASTEN
UND
FIBROBLASTENKULTUREN
.
68
4.2.
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPISCHE
UNTERSUCHUNG
DER
ZELLMORPHOLOGIE
IM
DREIDIMENSIONALEN
KERAMIKSUBSTRAT
.
71
4.3.
DISKUSSION
DER
METHODIK
DES
ZELLSTIMULATONSMODELIS
.
73
4.4.
STIMULATIONSEFFEKTE
AUF
HUMANE
OSTEOBLASTEN
UND
FIBROBLASTENKULTUREN
.
79
4.5.
ANWENDUNGSMOEGLICHKEITEN,
KLINISCHE
RELEVANZ
UND
AUSBLICK
.
85
5.
ZUSAMMENFASSUNG
.
88
6.
LITERATURVERZEICHNIS
.
90
7.
DANKSAGUNGEN
.
103
8.
LEBENSLAUF
.
105 |
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