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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-000772-3

Changes in insulin like growth factors, myostatin and vascular endothilial growth factor in rat musculus latissimus dorsi by poly-3-hydroxybutyrate implants.

  • Bei der regenerativen Medizin handelt es sich um die Bildung von lebendem und funktionalem Gewebe für Reparatur- oder Austauschprozesse von Geweben und Organen, welche durch Alter, Krankheiten, Zerstörung oder angeborene Defekte verloren gegangen sind. Die regenerative Medizin wird in der Zahnheilkunde vielseitig eingesetzt, so unter anderem durch Verwendung von Knochenersatzmaterialien. Diese können sowohl die Bildung von Knochen wie auch die Bildung von Weichgeweben, z. B. Muskelgewebe beeinflussen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Interaktion des ektopen Knochenersatzmaterials Poly-3-hydroxybutyrat (PHB) mit dem umgebenden Weichgewebe zu untersuchen. Dazu wurde der Einfluss von PHB auf die Transkription der Wachstumsfaktoren: IGF1, IGF2, GDF-8 and VEGF im Muskelgewebe analysiert. Für unsere Studie wurde synthetisch hergestelltes PHB benutzt in Form einer Scheibe mit einem Durchmesser von 12 mm und einer Höhe von 1,2 mm. Insgesamt wurden 20 männliche Wistar-King Ratten verwendet, von denen 12 mit PHB behandelt wurden und acht als Kontrollen dienten. Alle Tiere erhielten einen Schnitt oberhalb des Musculus lattisimus dorsi. Dabei entstand eine Tasche, in die das PHB implantiert wurde. Nach 6 bzw. 12 Wochen wurde das Muskelgewebe unterhalb des PHB´s entnommen und molekularbiologisch analysiert. Auf RNA Ebene wurde sowohl IGF1 wie auch IGF2, VEGF und GDF8 im Skelettmuskel der Ratte nachgewiesen. Dabei zeigte IGF1 die stärkste Expression, gefolgt von IGF2 und mit geringster mRNA Menge VEGF und GDF8. Nach PHB Implantation stieg die Genexpression von IGF1, IGF2 und VEGF im Muskelgewebe signifikant an. Im Gegensatz dazu wurde die mRNA Expression von Myostatin signifikant verringert. Es konnten keine zeitabhängigen Unterschiede detektiert werden. Aus diesen Ergebnissen lässt sich schlussfolgern, dass PHB mit dem umgebenden Muskelgewebe interagiert und einen Einfluss auf Wachstumsfaktoren besitzt, die die Vaskularisierung und die Muskeladaptation steuern. Außerdem konnte die gute Biokompatibilität von PHB makroskopisch nachgewiesen werden und die bereits erwobenen Informationen bezüglich der niedrigen Toxizität und guten Resorbierbarkeit bei Verwendung von PHB bei Knochendefekten ergänzt werden.
  • Bone defects can be a limiting factor in achievement of optimal orthodontic treatment. Diverse bone substitutes were already used for the creation of new bone in the patient, such as collagen composites, calcium phosphate, and titanium. Muscles are known to have a considerable potential of adaptation. The latissimus dorsi muscle was used for the growth and preparation of bone grafts for subsequent transplantation. The aim of the present study was to identify the synergistic effect between the poly-3-hydroxybutyrate (PHB) bone substitute and surrounding muscle tissue. To describe this effect, changes of insulin like growth factors (IGF1, IGF2), myostatin (GDF8) and vascular endothelial growth factor (VEGF) mRNA content were examined in the Musculus latissimus dorsi of 12 Wistar-King rats after 6 and 12 weeks of PHB scaffold implantation. At each time point six rats were killed and implants and surrounding tissues prepared for genetic evaluation. Eight rats without any implants served as controls. RNA was extracted from homogenized muscle tissue and reverse transcribed. Changes in the mRNA content were measured by Real-Time RT-PCR using specific primers for IGF1, IGF2, GDF8, and VEGF. The VEGF mRNA level was significantly increased (p<0.05) in muscle tissue specimens after 6 and 12 weeks of implantation compared to the controls. The expression of the IGF1 gene was also significantly increased as compared to the controls over the observed time period (p<0.05). Furthermore, the VEGF and IGF1 mRNA levels were higher after 6 than after 12 weeks of treatment. In the case of the IGF2 gene, the expression was significantly elevated after 6 weeks (p<0.05), but not significantly increased after 12 weeks. In contrast to all other tested genes we observed a significantly decreased GDF8 gene expression (p<0.05) both after retrieval of implants after 6 as well as after 12 weeks. Moreover, the mRNA levels of GDF8 after 6 and 12 weeks were comparable the same. Our results show that PHB implants in rat Musculus latissimus dorsi interact with the surrounding muscle tissue and have influence on factors that regulate vascularization and muscle adaptation. These findings indicate on one hand a normal wound healing and on the other hand improved muscle regeneration, stating that there is a synergistic effect between PHB scaffolds and the surrounding muscle tissue.

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Metadaten
Author: Tomasz Gredes
URN:urn:nbn:de:gbv:9-000772-3
Title Additional (German):Veränderungen der IGFs, Myostatin und VEGF im Musculus latissimus dorsi der Ratte durch Poly-3-hydroxybutyrat-Implantate.
Title Additional (English):Changes in insulin like growth factors, myostatin and vascular endothilial growth factor in rat musculus latissimus dorsi by poly-3-hydroxybutyrate implants.
Advisor:Prof.Dr. Tomasz Gedrange
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2010/03/29
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Medizinische Fakultät (bis 2010)
Date of final exam:2010/02/17
Release Date:2010/03/29
GND Keyword:IGF, Myostatin, PHB, VEGF, mRNA Expression
Faculties:Universitätsmedizin / Poliklinik für Kieferorthopädie, Präventive Zahnmedizin und Kinderzahnheilkunde
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit