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Einleitung: Die Rekonstruktion feiner osteogener Strukturen z.B. im Gesicht, ist nach wie vor eine Herausforderung. Das Tissue Engineering ist noch nicht weit genug entwickelt um Transplantate erforderlicher Größe in kurzer Zeit zu liefern. Die Verwendung eines Hybrid-Implantats stellt eine Alternative dar. Das Implantat setzt sich aus einem Käfig-artig strukturierten Nitinol-Träger und aufgesiedelten autologen Fettstammzellen (adipose derived stem cells, ASCs) zusammen. ASCs können unter entsprechender chemischer und/oder mechanischer Induktion osteogen differenzieren. Das Hybrid-Implantat nutzt die Formgedächtniseigenschaften des Nitinols. Diese Eigenschaft soll bei Implantation einen mechanischen Reiz bedingen, der zur Beschleunigung der Osseointegration eine osteogene Differenzierung anregt. Der Aufbau des Implantats bietet Platz für das Einsprossen neuer Blutgefäße, die im weiteren Verlauf der Einheilung das neugebildete Gewebe versorgen.

Material und Methoden: Die Nitinol-Träger wurden mittels „selective laser melting“ (SLM) hergestellt. Diese Technik ermöglichte neben der Synthese hochaufgelöster Strukturen (bis 50µm Stegbreite) auch die Fertigung individuell angepasster Implantate. Netz- und Käfig-artig aufgebaute Nitinol-Träger wurden mit ASCs besiedelt und bis zu 6 Wochen kultiviert. Die osteogene Differenzierung wurde sowohl chemisch als auch mechanisch induziert. Die Auswertung erfolgte mittels Rasterelektronenmikroskopie, Histologie und Immunfluoreszenz.

Ergebnisse: ASCs adhärieren, proliferieren und differenzieren osteogen auf den untersuchten Nitinol-Trägern. Im live/dead Assay zeigten sich hohe Raten lebender Zellen. Die osteogene Differenzierung konnte sowohl durch chemische als auch mechanische Induktion angeregt werden. Die Differenzierung wurde durch Calcium-Einschlüsse und die Expression osteogener Faktoren wie BMP-6 nachgewiesen.

Schlussfolgerung: ASCs können durch Applikation mechanischen Stresses zur osteogenen Differenzierung angeregt werden. Dieser mechanische Stress kann durch Verwendung eines Nitinol-Trägers direkt bei Implantation ausgelöst werden. Das heißt, die Vor-Kultivierungszeit der ASCs kann sehr kurz gehalten werden, da keine Prädifferenzierung notwendig ist. Die Einheilung des Implantats würde optimiert. Ein Nitinol-ASC-Hybridimplantat bietet eine interessante Möglichkeit für die Rekonstruktion diffiziler Knochenstrukturen.