Die biomechanischen Eigenschaften einer menschlichen Sehne ermöglichen es, unterschiedlichen Belastungen im Laufe eines Lebens adäquat standzuhalten. Die Heilung einer rupturierten Sehne hinterlässt ein minderwertiges Sehnen-Narben-Gewebe. Im fortlaufenden Prozess der „Remodellingphase“, welche Monate andauert, ist keine „Restitutio ad integrum“ zu sehen. Das intratendinöse Regeneratgewebe ist histologisch und biomechanisch minderwertig und entspricht mit veränderten Phänotypen und Durchmesser der Kollagenfibrillen der Kollagenanteile auch nach Monaten nicht der Zusammensetzung des Ursprungsgewebes. Eine fördernde Einflussnahme auf die Prozesse der Sehnenheilung ist mittels Applikation von rekombinanten Wachstumsfaktoren möglich, um eine primäre Sehnenheilung qualitativ zu verbessern und zu beschleunigen. Proteine, welche lokal appliziert werden, haben nur einen temporären therapeutischen Effekt. Um einen konstanten Gewebespiegel zu erreichen bedarf es einer repetitiven Gabe. Die Hypothese ist, dass basic fibroblastic-growth-factor (bFGF) exprimierende Stammzellen den Heilungsprozess von Ratten-Achillessehnen im akuten Defekt-Model, im Vergleich zu Stammzellen alleine und einer Kontrollgruppe (Leergruppe ohne Stammzellen), verbessern. Ziel dieser Studie war es die biomechanischen Effekte auf die Sehnenheilung von lentiviral transduzierten Stammzellen mit vermehrter bFGF Produktion in einem in-vivo Sehnen-Defekt-Modell an der Ratte zu untersuchen. Das Studiendesign wurde mehrdimensional angelegt. Es sollten zwei Versuchsgruppen, mit eGFP markierte mesenchymale Stammzellen (MSC-LV-eGFP) und bFGF exprimierende mesenchymale Stammzellen (MSC-LV-bFGF) gegenüber einer Kontrollgruppe, welche eine Phosphat-gepufferte Salzlösung (PBS) injiziert erhielt, ausgewertet werden. Zusätzlich wurden die Regenerate zu zwei verschiedenen Zeitpunkten, 14 und 28 Tage postoperativ, analysiert. Der Versuchsaufbau umfasste insgesamt 84 Tiere plus 12 Reservetiere. Die histologische Auswertung, welche in einer anderen Dissertation ausführlich veröffentlicht wird, zeigte einen partiellen Effekt von Stammzellen auf Struktur und Zusammensetzung des Sehnenregenerates. In der immunhistochemischen Anfärbung konnten eine signifikant höhere Konzentration an Prokollagen in der eGFP-Gruppe und der bFGF-Gruppe nachgewiesen werden. In der biomechanischen Analyse waren diese beiden Gruppen (MSC-LV-bFGF und MSC-LV-eGFP) ebenfalls in der Frühphase der Heilung der Kontrollgruppe signifikant überlegen. Die biomechanischen Eigenschaften relativierten sich jedoch nach 4 Wochen. Insbesondere die Kontrollgruppe zeigte eine signifikante Steigerung in der biomechanischen Analyse nach 4 Wochen Heilungsphase. Der Wachstumsfaktor bFGF konnte im Vergleich zu mesenchymalen Stammzellen keinen positiven Effekt auf die Sehnenheilung hervorrufen. In diesem Tiermodell wurde auf eine primäre Sehnennaht verzichtet. Durch die Dehiszenz der Sehnenstümpfe konnte sich Regeneratgewebe bilden, welches histologisch und biomechanisch gut und vergleichend untersucht werden konnte. Die Theorie des positiven Einflusses der Stammzellen auf die Sehnenheilung in der Frühphase wurde somit nachgewiesen. Die Methode der lentiviral transduzierten Stammzellen ist jedoch eine gute Möglichkeit, eine kontinuierliche Sezernierung vor Ort zu gewährleisten. Jedoch zeigte sich, dass bei Ratten nach vier Wochen Heilungszeit auch eine nicht behandelte Sehne (Kontrollgruppe) gleichwertige, bzw. tendenziell sogar bessere biomechanische Qualitäten hinsichtlich der maximalen Versagenslast und der Steifheit aufweist. Die vermehrte Expression von bFGF alleine führte nicht zu einer biomechanisch besseren Sehnenqualität.      «

Die biomechanischen Eigenschaften einer menschlichen Sehne ermöglichen es, unterschiedlichen Belastungen im Laufe eines Lebens adäquat standzuhalten. Die Heilung einer rupturierten Sehne hinterlässt ein minderwertiges Sehnen-Narben-Gewebe. Im fortlaufenden Prozess der „Remodellingphase“, welche Monate andauert, ist keine „Restitutio ad integrum“ zu sehen. Das intratendinöse Regeneratgewebe ist histologisch und biomechanisch minderwertig und entspricht mit veränderten Phänotypen und Durchmesser d...     »

The aim of this controlled study was to investigate the influence of mesenchymal stem cells (MSCs) and lentiviral (LV) expression of basic fibroblast growth factor (bFGF) on tendon remodeling in an in vivo rat model of an Achilles tendon defect. In eighty-four male Lewis rats, complete 2.4-mm tendon defects were created and were either left untreated (the phosphate-buffered saline solution [PBS] group) or were treated with mesenchymal stem cells expressing enhanced green fluorescent protein (the MSC-LV-eGFP group) or with mesenchymal stem cells expressing basic fibroblast growth factor lentivirally (the MSC-LV-bFGF group). After fourteen and twenty-eight days, the tendons were harvested and analyzed biomechanically and immunohistologically. Exact histological data is published in another Dissertation. After fourteen days, both mesenchymal stem cell groups were slightly superior in biomechanical testing. However, only the PBS control group showed a significant increase in biomechanical results over time (fourteen versus twenty-eight days; p = 0.012). Biomechanical results were better after twenty-eight days for the control group than for both MSC groups. However, the difference was significant only with regard to the stiffness results in the comparison of the PBS control and the eGFP stem cell group (p = 0.024). Histologically, the MSC groups had no better results than the control group after fourteen and twenty-eight days. In immunohistology, only labeling for type-I procollagen was strongly increased in both MSC groups in comparison with the PBS control group (p = 0.0009 for the MSC-LV-bFGF group and p = 0.0041 for the MSC-LV-eGFP group at fourteen days, and p = 0.004 and p = 0.132, respectively, at twenty-eight days). There were no significant differences in the immunohistological results between the stem cell groups. The biomechanical and immunohistological results showed that mesenchymal stem cells in both groups had only partially positive effects on tendon remodeling in the initial stages; however, in later stages, stem cells had potentially negative effects on biomechanical results. The additional expression of bFGF in stem cells had negligible effects on tendon remodeling. Preliminary studies using stem cells are partially promising; however, there are no relevant clinical data showing that stem cells are of significant benefit. The present study should lead to a more critical evaluation and thoughtful use of stem cells in humans until more clinical data are available.     «

The aim of this controlled study was to investigate the influence of mesenchymal stem cells (MSCs) and lentiviral (LV) expression of basic fibroblast growth factor (bFGF) on tendon remodeling in an in vivo rat model of an Achilles tendon defect. In eighty-four male Lewis rats, complete 2.4-mm tendon defects were created and were either left untreated (the phosphate-buffered saline solution [PBS] group) or were treated with mesenchymal stem cells expressing enhanced green fluorescent protein (the...     »