Die Implantation von Stammzellen ist eine vielversprechende Therapie für spontan nicht heilende Knochendefekte. Trägermaterial können Hydrogele sein, die sich durch Körpertemperatur verfestigen. Im Projekt wurde untersucht, wie sich die Integration von Sauerstoffträgern im Gel auf inkorporierte Zellen auswirkt.
Eine bedeutende Behandlungsmethode für Knorpelschäden ist die autologe Chondrozytentransplantation (ACT). Hier wird dem Patienten Knorpelgewebe arthroskopisch entnommen und im Labor aufbereitet. Im Anschluss werden die gewonnenen patienteneigenen Zellen in den Knorpeldefekt injiziert, wo sie durch Verschluss mit einem Stück Knochenhaut vor Ort gehalten werden. Diese Technik wurde in den letzten Jahren weiter modifiziert zu der Matrix-gestützten autologen Chondrozytentransplantation (MACT), bei der bereits im Labor ein Kollagenträger mit Chondrozyten besiedelt wird. Für den Verschluss vor Ort gerieten Hydrogele in den Fokus, die sich nach bzw. durch Implantation in den Körper verfestigen. Mit diesen wurden bereits erste Erfolge erzielt, jedoch werden die Zellen nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt und laufen Gefahr, abzusterben.
Der Beschränkung der Sauerstoffversorgung soll mit der Inkorporation sauerstofftragender Bestandteile in das Trägermaterial und somit mit der Erzeugung von Sauerstoff direkt im Konstrukt begegnet werden. Bisher konnte bereits mit punktuellen Messungen eine Verbesserung der Sauerstoffversorgung im Konstrukt nachgewiesen werden, was jedoch nicht ausreichend ist, um globale Prozesse im Konstrukt ausreichend zu beschreiben. Dies soll mit Hilfe des neuen Sauerstoff-Imaging-Systems VisiSens überwunden werden, mit dem nicht nur die tatsächlichen Sauerstoffverhältnisse über den Querschnitt einer Probe, sondern auch die Kontinuität der Sauerstofffreisetzung überwacht und quantifiziert werden kann. Mit der neuen differenzierten Analysemöglichkeit von Materialeigenschaften soll das geeignetste Material identifiziert und somit langfristig ein Fortschritt für die Behandlungsmöglichkeiten von Knorpelschäden generiert werden.
