Cartilage Regeneration with a Cell-free Collagen Type 1 Matrix (Part 2 – Experimental Aspects)

Cartilage regeneration with cell-free matrices has developed from matrix-associated autologous cartilage cell transplantation (MACT) over ten years ago. Adjustments to the legal framework and higher hurdles for cell therapy have led to the procedures being established as an independent alternative to MACT. These procedures, which can be classified as matrix-induced autologous cartilage regeneration (MACR), all rely on the chemotactic stimulus of a cross-linked matrix, which mostly consists of collagens. Given the example of a commercially available type I collagen hydrogel, the physicochemical properties of such a matrix are explained and the available experimental data highlighted in more detail. The interaction between different cell types and the chemotactic properties of the collagen has been investigated extensively and, from a clinical point of view, today offers various reference points for a smart modification of the described method to further improve clinical outcomes. Since the origin of the cells in the ultimately formed repair tissue is still unrevealed, further investigations to clarify the exact mechanism are crucially needed.Die Knorpelregeneration mit zellfreien Matrices hat sich vor mittlerweile über 10 Jahren aus der matrixassoziierten autologen Knorpelzelltransplantation (MACT) entwickelt. Anpassungen der rechtlichen Rahmenbedingungen und höhere Hürden für die Zelltherapie haben dazu geführt, dass sich die Verfahren als eigenständige Alternative zur MACT etabliert haben. Die als matrixinduzierte autologe Knorpelregeneration (MACR) einzuordnenden Verfahren setzen sämtlich auf den chemotaktischen Reiz einer vernetzten Matrix, die zumeist aus Kollagenen besteht. Am Beispiel eines marktüblichen Kollagen-Typ-I-Hydrogels werden die physikochemischen Eigenschaften einer solchen Matrix erläutert und die hierzu vorliegenden experimentellen Daten näher beleuchtet. Das Zusammenspiel zwischen verschiedenen Zelltypen und den chemotaktischen Eigenschaften des Kollagens wurde umfangreich untersucht und bietet aus klinischer Sicht heute unterschiedliche Anknüpfungspunkte zur sinnvollen Modifikation des Verfahrens zur Verbesserung des klinischen Outcomes. Da der Ursprung der Zellen im letztlich gebildeten Regeneratgewebe nach wie vor ungeklärt ist, sind weitere Untersuchungen zur Aufklärung des genauen Wirkmechanismus jedoch zwingend erforderlich.