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Biokompatibilitätsstudie von Seiden-Scaffolds an Schafen


Apfel, Tanja. Biokompatibilitätsstudie von Seiden-Scaffolds an Schafen. 2008, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

In der vorliegenden Studie wurden vier verschiedene Gruppen von Seiden- „Scaffolds“ (hierbei handelt es sich um dreidimensionale Leitstrukturen für wachsendes Gewebe) auf ihre Biokompatibilität als Knochenersatzmaterial untersucht. Diese Scaffolds unterschieden sich jeweils im Herstellungsprozess, sowie in der Herkunft der Seide. Der Herstellungsprozess unterschied sich vor allem im Gebrauch der Porogene und der Art diese aus den Scaffolds herauszulösen. In acht verschiedenen Lokalisationen am Knochen wurde die Eignung des Materials in einem Bohrlochmodell bei Schafen evaluiert. An insgesamt 3 Schafen (n = 24 Proben) wurden bilateral jeweils im proximalen und distalen Humerus und Femur Bohrlochdefekte mit einer Tiefe von 13mm und einem Durchmesser von 8mm gesetzt. Die Füllung der Defekte mit jeweils einer der vier verschiedenen Scaffold- Gruppen wurde zufällig gewählt. Nach acht Wochen erfolgte die Schlachtung der Schafe und die gewonnenen Knochenproben wurden makroskopisch, radiologisch und histologisch untersucht. Besondere Beachtung galt den zellulären Reaktionen des Knochengewebes auf die unterschiedlichen Scaffold-Gruppen, indem nebst einer qualitativen Auswertung auch ein semi-quantitatives Score-System für die unterschiedlichen Zelltypen verwendet wurde. Eine statistische Auswertung erfolgte mittels einer faktoriellen Varianzanalyse (ANOVA). Alle vier Seiden-Scaffolds waren biokompatibel und zeigten eine vollständige Zellinfiltration innerhalb der 8 Wochen. Unterschiede bezüglich Zellinfiltration, Präsenz von Fremdkörperriesenzellen, oder Lymphozyten/Plasmazellen waren minimal (p < 0.05). Knocheneinwachs- und neubildung waren nach diesem Zeitraum nur in geringem Maße vorhanden. Die Scaffolds wurden von Makrophagen und Fremdkörperriesenzellen abgebaut, dicht gefolgt von sich differenzierendem Knochengewebe und Vorläuferzellen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, daß die vier getesteten Seiden-Scaffolds biokompatibel sind, unabhängig von ihrem Herstellungsprozess bzw. der Herkunft der Seide. Sie können als Grundlage zur Dekoration mit biomimetischen Substanzen herangezogen werden. Summary

The aim of this study was to asses the biocompatibility of four different silk-scaffolds as a bone substitute, which differed both in the processing protocol and the source of the silk. The processing protocol differed mainly in the use of salt crystals or paraffin as porogens and the leaching process. On the basis of a previously developed drillhole-model, the suitability of the material was tested in 8 different locations in three sheep, where drill holes of 8mm diameter and 13mm in depth were placed bilaterally within the proximal and distal humerus and femur and scaffolds inserted at random distribution. After 8 weeks the sheep were sacrificed. The defects were examined macroscopically, radiologically and histologically through qualitative and semi-quantitative evaluation. Special focus was placed on cellular reactions of the bone tissue, such as cellular infiltration, presence of macrophages, foreign body giant cells and new bone formation. Statistical differences were calculated using factorial analysis of variance. Results demonstrated that no differences were found regarding cellular infiltration and bone formation dependent on processing or source of silk material and that all scaffolds proved suitable for use in bone. It was concluded that all types of scaffolds could be used for further studies as a basis for decoration with osteoinductive substances.

Abstract

In der vorliegenden Studie wurden vier verschiedene Gruppen von Seiden- „Scaffolds“ (hierbei handelt es sich um dreidimensionale Leitstrukturen für wachsendes Gewebe) auf ihre Biokompatibilität als Knochenersatzmaterial untersucht. Diese Scaffolds unterschieden sich jeweils im Herstellungsprozess, sowie in der Herkunft der Seide. Der Herstellungsprozess unterschied sich vor allem im Gebrauch der Porogene und der Art diese aus den Scaffolds herauszulösen. In acht verschiedenen Lokalisationen am Knochen wurde die Eignung des Materials in einem Bohrlochmodell bei Schafen evaluiert. An insgesamt 3 Schafen (n = 24 Proben) wurden bilateral jeweils im proximalen und distalen Humerus und Femur Bohrlochdefekte mit einer Tiefe von 13mm und einem Durchmesser von 8mm gesetzt. Die Füllung der Defekte mit jeweils einer der vier verschiedenen Scaffold- Gruppen wurde zufällig gewählt. Nach acht Wochen erfolgte die Schlachtung der Schafe und die gewonnenen Knochenproben wurden makroskopisch, radiologisch und histologisch untersucht. Besondere Beachtung galt den zellulären Reaktionen des Knochengewebes auf die unterschiedlichen Scaffold-Gruppen, indem nebst einer qualitativen Auswertung auch ein semi-quantitatives Score-System für die unterschiedlichen Zelltypen verwendet wurde. Eine statistische Auswertung erfolgte mittels einer faktoriellen Varianzanalyse (ANOVA). Alle vier Seiden-Scaffolds waren biokompatibel und zeigten eine vollständige Zellinfiltration innerhalb der 8 Wochen. Unterschiede bezüglich Zellinfiltration, Präsenz von Fremdkörperriesenzellen, oder Lymphozyten/Plasmazellen waren minimal (p < 0.05). Knocheneinwachs- und neubildung waren nach diesem Zeitraum nur in geringem Maße vorhanden. Die Scaffolds wurden von Makrophagen und Fremdkörperriesenzellen abgebaut, dicht gefolgt von sich differenzierendem Knochengewebe und Vorläuferzellen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, daß die vier getesteten Seiden-Scaffolds biokompatibel sind, unabhängig von ihrem Herstellungsprozess bzw. der Herkunft der Seide. Sie können als Grundlage zur Dekoration mit biomimetischen Substanzen herangezogen werden. Summary

The aim of this study was to asses the biocompatibility of four different silk-scaffolds as a bone substitute, which differed both in the processing protocol and the source of the silk. The processing protocol differed mainly in the use of salt crystals or paraffin as porogens and the leaching process. On the basis of a previously developed drillhole-model, the suitability of the material was tested in 8 different locations in three sheep, where drill holes of 8mm diameter and 13mm in depth were placed bilaterally within the proximal and distal humerus and femur and scaffolds inserted at random distribution. After 8 weeks the sheep were sacrificed. The defects were examined macroscopically, radiologically and histologically through qualitative and semi-quantitative evaluation. Special focus was placed on cellular reactions of the bone tissue, such as cellular infiltration, presence of macrophages, foreign body giant cells and new bone formation. Statistical differences were calculated using factorial analysis of variance. Results demonstrated that no differences were found regarding cellular infiltration and bone formation dependent on processing or source of silk material and that all scaffolds proved suitable for use in bone. It was concluded that all types of scaffolds could be used for further studies as a basis for decoration with osteoinductive substances.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:von Rechenberg Brigitte, Meinel Lorenz
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Veterinary Clinic > Equine Department
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
630 Agriculture
Language:German
Place of Publication:Zürich
Date:2008
Deposited On:20 Feb 2009 14:09
Last Modified:08 Feb 2019 14:47
Number of Pages:52
OA Status:Green
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