Der Einsatz von Knochenersatzmaterialien zur Unterstützung von Frakturheilungen nimmt stetig zu. Da der Heilungsprozess vom Zusammenspiel von Osteoklasten und Osteoblasten abhängt, erscheint es notwendig das Verhalten dieser Zellen auf den angewendeten Biomaterialien zu untersuchen.
In Rahmen dieser Diplomarbeit wurde das Apoptose- und Nekroseverhalten von Osteoblasten und Osteoklasten auf drei unterschiedlichen Biomaterialien β-TCP und Elastin-like Polymere (ELP) untersucht und mit Glas verglichen. Dabei wurden Kaninchen-Osteoklasten auf den verschiedenen Biomaterialien ausgesetzt und nach 24 und 48 Stunden mit Annexin V und Propidium – Jodid (PJ) eingefärbt. In diesem Fall sollte Annexin V apoptotische Zellen und PJ nekrotische Zellen markieren. Diese wurden mit Hilfe eines Fluoreszenzmikroskops ausgewertet. Um Apoptose/Nekrose besser zu erkennen, wurde mit Doxorubicin als zellschädigender Kontrollsubstanz verglichen. Mit demselben Versuchsaufbau wurden auch Osteoblasten aus einer Mäuse-Zell-Linie untersucht.
Bei Osteoblasten handelt es sich um Apoptose-empfindliche Zellen, was durch diese Studie bestätigt werden konnte. Es zeigten sich kaum Zellen, die weder Apoptose noch Nekrose aufwiesen. Der Großteil der Zellen wies Nekrose auf. Die Osteoblasten zeigten im Vergleich zu den Osteoklasten eine stärkere Widerstandsfähigkeit gegen die Biomaterialien. Osteoblasten zeigten auf Glas die geringsten Apoptose- und Nekrosewerte, ELP zeigte sehr unterschiedliche Ergebnisse zwischen den einzelnen Experimenten. β-TCP zeigte ein völlig unerwartetes Ergebnis: Alle Zellen wiesen von Anfang an eine vollständige PJ-Färbung, also Nekrose auf. Annexin V und PJ als alleinige Apoptose- und Nekrose-Marker reichten leider nicht aus, um ein vollständiges Bild von Nekrose und Apoptose von Osteoblasten und Osteoklasten auf verschiedenen Biomaterialien zu erhalten.

The use of bone replacement materials to support fracture healing is on the rise. Because the healing process is dependent on the interaction between osteoclast and osteoblast, it appears necessary to study the behaviour of these cells on the applied biomaterial.
In this thesis, the apoptosis and necrosis behaviour of osteoblasts and osteoclasts was examined on different biomaterials β-TCP and Elastin-like polymer (ELP) and compared with glass. Therefore isolated osteoclasts were exposed to the various biomaterials, stained after 24 and 48 hours, with Annexin V and Propidium iodid (PJ) and analysed using a fluorescence microscope. To better estimate apoptosis / necrosis, groups were compared with Doxorubicin. With the same experimental set-up, osteoblasts from a murine cell line were examined only after 72 hours.
This study provides further evidence that osteoblasts are apoptosis-sensitive cells. It was difficult to find cells that showed either apoptosis or necrosis. Most of the cells showed necrosis. In comparison to the osteoclasts, osteoblasts showed greater capability of resistance against biomaterials. Osteoblasts on glass showed the lowest values of apoptosis and necrosis, ELP showed very different results between the individual experiments. β-TCP revealed completely unexpected results: all cells showed a complete PJ staining from the beginning, which indicated necrosis. Unfortunately, Annexin V and PJ as the only apoptosis and necrosis markers were not enough, to get a complete picture of necrosis and apoptosis of osteoblast and osteoclast on different biomaterials.