Functionalisation of PLLA nanofiber scaffolds using a possible cooperative effect between collagen type I and BMP-2: impact on growth and osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells

Mesenchymal stem cell differentiation of osteoblasts is triggered by a series of signaling processes including integrin and bone morphogenetic protein (BMP), which therefore act in a cooperative manner. The aim of this study was to analyze whether these processes can be remodeled in an artificial poly-(l)-lactide acid (PLLA) based nanofiber scaffold. Matrices composed of PLLA-collagen type I or BMP-2 incorporated PLLA-collagen type I were seeded with human mesenchymal stem cells (hMSC) and cultivated over a period of 22 days, either under growth or osteoinductive conditions. During the course of culture, gene expression of alkaline phosphatase (ALP), osteocalcin (OC) and collagen I (COL-I) as well as Smad5 and focal adhesion kinase (FAK), two signal transduction molecules involved in BMP-2 or integrin signaling were analyzed. Furthermore, calcium and collagen I deposition, as well as cell densities and proliferation, were determined using fluorescence microscopy. The incorporation of BMP-2 into PLLA-collagen type I nanofibers resulted in a decrease in diameter as well as pore sizes of the scaffold. Mesenchymal stem cells showed better adherence and a reduced proliferation on BMP-containing scaffolds. This was accompanied by an increase in gene expression of ALP, OC and COL-I. Furthermore the presence of BMP-2 resulted in an upregulation of FAK, while collagen had an impact on the gene expression of Smad5. Therefore these different strategies can be combined in order to enhance the osteoblast differentiation of hMSC on PLLA based nanofiber scaffold. By doing this, different signal transduction pathways seem to be up regulated

Die subtalare Arthrorise mit dem Kalix®-Implantat in der Therapie des flexiblen juvenilen Pes planovalgus. Eine klinische und radiologische Nachuntersuchungs- und Literaturvergleichsstudie

In der orthopädischen Abteilung des Sankt-Elisabeth-Hospitals werden jährlich circa 30 Kinder mit Knick-Senk-Fuß (Pes planovalgus) operativ behandelt. Die Klinik kann damit auf ein großes Patientengut zurückgreifen und verfügt über eine herausragende Erfahrung bei der Behandlung des juvenilen Pes planovalgus. Seit Juli 2003 wurde zur Behandlung beim juvenilen Pes planovalgus eine minimal-invasive Operationstechnik, die sog. Arthrorise mit einem Kalix®-Schraubenimplantat (Firma Newdeal, Lyon, Frankreich) durchgeführt. In den folgenden fünf Jahren wurden insgesamt 105 Pes planovalgus bei 60 Patienten durch das Verfahren der Arthrorise mittels Kalix®-Implant operiert. In der vorliegenden Arbeit werden die präoperativen klinischen und radiologischen Befunde, die Operationen, die stationären Behandlungsverläufe sowie die postoperativen klinischen und radiologischen Befunde, einschließlich der postoperativen Komplikationen und Beschwerden, ausgewertet und mit in der Literatur beschriebenen Ergebnissen sowie alternativen Operationstechniken verglichen. Die Auswertungen der Röntgenaufnahmen erfolgt über einen Vergleich bekannter und anerkannter Winkelmessungen an standardisierten Röntgenaufnahmen mit einem durch Prof. J. Hamel (Hamel et al., 2006) neu entwickelten Talo-Metatarsal-Index. Ziel der Studie ist es, den Behandlungserfolg und eventuelle Komplikationen nach operativer Therapie mit dem Kalix®-Implant aufzuzeigen, sowie objektive klinische und radiologische Parameter einer konservativen bzw. operativen Therapie des kindlichen Pes planovalgus zu liefern

POLYMERS FOR ADVANCED TECHNOLOGIES Nanoprocessing of polymers: applications in medicine, sensors, catalysis, photonics

Nanofibers and nanotubes based on polymers offer a broad range of applications in areas such as photonics, sensorics, catalysis or medicine and pharmacy. A set of preparation techniques which allow to introduce simultaneous specific functions into such nanoobjects has been developed recently. These include electrospinning and co-electrospinning of nanofibers as well as template methods utilizing eletrospun nanofibers or porous substrates. These techniques yield infinitively long nanofibers and nanotubes with well defined aspect ratios respectively with diameters down to a few ten nanometers. These nanofibers and nanotubes can be functionalised, among others by using biodegradable materials or via the incorporation of nanoparticles or precursor molecules, in such a way that applications for tissue engineering, for catalysis, photonics and sensorics become available