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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter March 17, 2008

Zellproliferation und zelluläre Aktivität von Primärzellkulturen der Mundhöhle nach Oberflächenbesiedlung eines abbaubaren, thermoplastischen Blockcopolymers / Cell proliferation and cellular activity of primary cell cultures of the oral cavity after cell seeding on the surface of a degradable, thermoplastic block copolymer

D Rickert, A Lendlein, S Kelch, R.-P Franke and M. A Moses
From the journal

Abstract

Der Einfluss eines abbaubaren, thermoplastischen Blockcopolymers auf die Zelladhäsion, Zellproliferation und die zelluläre Aktivität von Primärzellkulturen der Mundhöhle wurde in vitro unter Verwendung von zellbiologischen und biochemischen Methoden untersucht. Die Balance zwischen einer Gruppe von körpereigenen Enzymen, Matrix Metalloproteinasen (MMPs) und deren endogenen Inhibitoren (Tissue Inhibitors of MMPs, TIMPs) hat eine entscheidende Funktion in Prozessen wie der Wundheilung oder der Zell- und Gewebeintegration von Biomaterialien in das umgebende Gewebe. Kürzlich entwickelte, multifunktionale, abbaubare Formgedächtnispolymere/thermoplastische Blastomere mit Formgedächtniseigenschaften können bei der Entwicklung von neuartigen Therapieoptionen in der Kopf-Halschirurgie eine bedeutende Rolle spielen. Primärzellkulturen der Mundhöhle von Sprague-Dawley Ratten wurden auf der Oberfläche eines abbaubaren, thermoplastischen Blockcopolymers und auf Polystyroloberflächen als Kontrollen ausgesät. Die MMP- und TIMP-Expression wurde mit Hilfe der Zymographie und eines radioaktiven Enzymassays analysiert. Es fanden sich keine statistisch signifikanten Unterschiede der MMP-1-, MMP-2-, MMP-9- und TIMP-Level zwischen den Primärzellkulturen, die auf der Polymeroberfläche und der Kontrolloberfläche gewachsen waren. Weiterreichende Kenntnisse der Mechanismen, die der Gewebeintegration eines Biomaterials nach Implantation im Organismus zugrunde liegen, sind die Voraussetzung für die optimale Adaptation eines Biomaterials an die Bedingungen in vivo, um somit neuartige therapeutische Optionen in der Kopf- und Halschirurgie entwickeln und etablieren zu können.

 

Using standard cell biological and biochemical methods we were able to test the ability of a degradable, thermoplastic block copolymer to support the adhesion, proliferation, and the cellular activity of primary cell cultures of the oral cavity in vitro. The delicate balance between a group of endogenous enzymes, Matrix Metalloproteinases (MMPs), and their inhibitors (Tissue Inhibitor of MMPs, TIMPs) have a decisive function in the remodeling of the extracellular matrix during processes like wound healing or the integration of biomaterials in surrounding tissues after implantation. Recently developed, biodegradable thermoplastic elastomers with shape-memory properties may be the key to develop new therapeutical options in head and neck surgery. Primary cell cultures of the oral cavity of Sprague-Dawley rats were seeded on the surface of a thermoplastic block copolymer and on a polystyrene surface as control. Conditioned media of the primary cells were analyzed for MMPs and TIMPs after different periods of cell growth. The MMP and TIMP expression was analysed by zymography and a radiometric enzyme assay. No statistically significant differences in the appearance and the kinetic of MMP-1, MMP-2, MMP-9 and TIMPs were detected between cells grown on the polymer surface compared to the control. An appropriate understanding of the molecular processes that regulate cellular growth and integration of a biomaterial in surrounding tissue is the requirement for an optimal adaptation of biodegradable, polymeric biomaterials to the physiological, anatomical, and surgical conditions in vivo to develop new therapeutic options in otolaryngology and head and neck surgery.


*Korrespondenzanschrift: Dr. med. Dorothee Rickert, Universitätsklinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Prittwitzstr. 43, 89075 Ulm, Deutschland, Tel.: +49(731)500-33001, FAX: +49(731)500-26703

Published Online: 2008-03-17
Published in Print: 2005-04-01

© Walter de Gruyter

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