Cell-based therapies for regenerating bone

Beschreibung

Die Osteo-Integration von Knochentransplantaten oder Knochenersatzstoffen ist ein langwieriger Prozess, der in der Mehrheit der klinischen Fälle suboptimal verläuft. Unser Forschungsfokus liegt auf dem Mechanismus, der den Umbau an der Grenzfläche zwischen Transplantat und Empfänger steuert. Unsere früheren Studien zeigten, dass die Behandlung von Knochendefekten mit aus Blut hergestellten Produkten wie zum Beispiel dem Thrombozyten reichem Plasma (PRP) oder dem Serum-Albumin die Knochenheilung deutlich verbessern kann. Jedoch muss man die Biologie der Transplantat-Integration im Detail verstehen, um klinisch einsetzbare Behandlungsprotokolle erstellen zu können. Zusätzlich soll die Wirkungsweise von serum-unterstützten Knochen-Transplantaten geklärt werden. Ziel unseres Forschungsansatzes ist es herauszufinden wie eine Revaskularisierung von Knochenexplantaten bei einer künstlichen Ischämie mit einem Transplantat-Stammzellen-Gemisch erreicht werden kann. Die Knochenexplantate werden aus humanen Hüftköpfen gewonnen und die künstliche Ischämie durch Sauerstoff-Glukose-Entzug hervorgerufen. Die Zellvitalität wird mit Hilfe von Fluoreszenzfarbstoffen und metabolischen Analysen bestimmt. Das Serumalbumin und die PRP-Beschichtung werden als potenzielle Wachstums- fördernde Faktoren nach einer künstlichen Ischämie untersucht. In einem weiteren Versuchsansatz werden wir die beschichtete Knochenexplantate auf die die Hühnerei Chorion-Allantois-Membran (CAM) aufbringen um deren Vaskularisierungspotential untersuchen zu können. Wir erwarten, dass diese Experimente ein besseres Verständnis der Mechanismen der Knochentransplantat Integration ermöglichen und zur Entwicklung von besseren Knochen-Ersatzstoffen führen werden. Dieses Projekt wurde durch die NÖ Forschungs- und Bildungsges.m.b.H. (NFB) gefördert.

Details

Projektzeitraum 01.12.2013 - 31.05.2017
Fördergeber Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)
Förderprogramm Life Science Call NFB
Department

Department für Gesundheitswissenschaften, Medizin und Forschung

Zentrum für Regenerative Medizin

Projekt­verantwortung (Donau-Universität Krems) Univ.-Prof. Dr. Stefan Nehrer
Projekt­mitarbeit Vivek Jeyakumar, MSc

Publikationen

Horváthy, D.B.; Schandl, K.; Schwarz, C.M.; Renner, K.; Hornyák, I.; Szabó, B.T.; Niculescu-Morzsa, E.; Nehrer, S.; Dobó-Nagy, C.; Doros, A.; Lacza, Z. (2019). Serum albumin-coated bone allograft (BoneAlbumin) results in faster bone formation and mechanically stronger bone in aging rats. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine, Mar;13(3): 10.1002/term.2803

Jeyakumar, V.; Niculescu-Morzsa, E.; Bauer, C.; Lacza, Z.; Nehrer, S. (2019). Redifferentiation of Articular Chondrocytes by Hyperacute Serum and Platelet Rich Plasma in Collagen Type I Hydrogels. International Journal of Molecular Sciences, Jan 14;20(2): 10.3390/ijms20020316

Kjaer, M.; Bachl, N.; Lorenz, C.; Nehrer, S.; Halbwirth, F. (2018). Mechanische Belastung und Bindegewebe. In: Bachl, N.; Löllgen, H.; Tschan, H.; Wackerhage, H.; Wessner, B., Molekulare Sport- und Leistungsphysiologie: 139-164, Springer, Wien

Jeyakumar, V.; Halbwirth, F.; Niculescu-Morzsa, E.; Bauer, C.; Zwickl, H.; Kern, D.; Nehrer, S. (2017). Chondrogenic Gene Expression Differences between Chondrocytes from Osteoarthritic and Non-OA Trauma Joints in a 3D Collagen Type I Hydrogel. Cartilage, 8(2): 191-198

Jeyakumar, V.; Niculescu-Morzsa, E.; Bauer, C.; Kern, D.; Lacza, Z.; Nehrer, S. (2015). Human Platelet-Rich Plasma Enhances Proliferation and Synthesizes sGAG Production of OA Chondrocytes in a Tissue-Engineered Construct. Tissue Engineering Part A, September 2015, Volume 21, Supplement 1: 314

Vorträge

Differential Effects of Platelet-Derived Products on ECM turnover by OA Chondrocytes in Collagen Hydrogels

GOTS-Jahreskongress 2017, At Berlin, Germany, 18.06.2017

Differential effects of platelet-derived products on ECM turnover by OA chondrocytes in collagen hydrogels

TERMIS European Chapter Meeting 2017, Davos, Switzerland, 18.06.2017

Effects of Platelet-Derived Products on ECM turnover by OA Chondrocytes in Collagen Hydrogels

ORS 2017, Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society, At San Diego, California, United States, 18.03.2017

Chondrogenic differentiation potential of osteoarthritic chondrocytes under human serum from platelet-rich fibrin (SPRF) and platelet-rich plasma (PRP)

TERMIS-EU congress 2016, European Chapter Meeting of the Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society, At Uppsala, Sweden, 18.06.2016

Effects of human serum from platelet-rich fibrin (SPRF) and platelet-rich plasma (PRP) on the chondrogenic differentiation potential of osteoarthritic chondrocytes

Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society 2016, 18.03.2016

Chondrocytes from osteoarthritic and healthy joints differ in chondrogenic gene expression on a 3D collagen type I hydrogel

World Conference on Regenerative Medicine, At Leipzig, Germany, 18.10.2015

Donor age variation in human serum derived-platelet rich fibrin influences the proliferation rate of osteoarthritic chondrocytes

Österreichische Gesellschaft für Orthopädie congress 2015, Vienna, Austria, 18.10.2015

Human Platelet-Rich Plasma Enhances Proliferation and Synthesizes sGAG Production of OA Chondrocytes in a Tissue-Engineered Construct

4th TERMIS World Congress 2015, Boston, 08.09.2015

Team

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