Einleitung: Zur Funktionsverbesserung und Vermeidung fortschreitender Degeneration der Bandscheibe (BS) erscheint ein zelltherapeutischer Ansatz unmittelbar nach BS-Operationen wünschenswert. Viel versprechende Ergebnisse wurden an kleinen Tiermodellen berichtet, die jedoch im Vergleich zum Menschen ein höheres Regenerationspotential aufweisen. Modelle mit größeren Tieren zeigten einen überwiegenden Verlust der implantierten Zellen, bedingt durch Anulusschäden im Injektionsgebiet und widrige BS-Bedingungen. Ziel der Studie war deshalb, den Implantatverbleib und die metabolische Zellaktivität in partiell nukleotomierten BS an einem großen porcinen Nukleotomie-Modell zu re-evaluieren, nach Optimierung der Zelltherapie mit geringerem injektionsbedingtem Anulusschaden und Verwendung eines neuen albuminbasierten Hydrogels mit in situ Cross-Linking für mehr Implantatverbleib in der BS. Um zu beurteilen, ob die transduzierte Luciferaseaktivität zur Zell-Nachverfolgung geeignet ist, erfolgte eine ausgiebige in vitro und in vivo Testung an aus Knochenmark gewonnenen mesenchymalen Stamzellen (pMSC). Material/Methode: Retroviral transduzierte, Luciferase exprimierende pMSC wurden zuerst in vitro unter 3D Kulturbedingungen bei schrittweiser Verminderung von Glucose und O 2 untersucht, zur Simulation des widrigen BS-Milieus mit niedriger Glucose und O 2 Konzentration. Für die in vivo Studie wurden pMSC + Hydrogel in porcine lumbale BS nach Entfernung von ~10% Nucleusvolumen injiziert. Die Tiere wurden direkt postoperativ (n=6) oder nach 3 Tagen (n=6) getötet und es wurden insgesamt 24 BS analysiert. Der Implantatverbleib wurde durch Al 2 O 3 Partikel im Hydrogel bestimmt, wodurch eine quantitative Evaluation des in der BS verbliebenen Implantatvolumens und der Verteilung mittels µCT möglich wurde. Simultan wurde die Zellaktivität via Luciferase-und WST-assays untersucht. Ergebnisse: Reduktion von Glucose (20mM, 5mM, 0.5mM, 0mM) und O 2 (20%, 5%, 2%) verminderte in vitro signifikant die metabolische Zellaktivität (WST-assay) und Luciferaseaktivität, so dass die Luciferaseaktivität als metabolischer Sensor und nicht nur für die Zellidentifizierung etabliert wurde. Der Pearson's Koeffizient bestätigte für alle Gruppen eine starke hochsignifikante Korrelation (r=0.917, p<0.01) für den Verlauf der WST-und Luciferase-Werte und es zeigte sich eine starke Korrelation (r=0.979, p=0.021) für die Verminderung der Luciferaseaktivität und Glucosekonzentration. Nach 3 Tagen in 3D Kultur verminderte sich unter BS-Bedingungen die Luciferaseaktivität auf 8%. In vivo schrumpfte das Implantatvolumen an Tag 3 auf 61% mit Nachweis von Hydrogelkompression. Die im Restimplantat an Tag 3 verbliebene Luciferaseaktivität (38%) und die beobachtete Aktivität nach Referenzierung an die Zelladaptation (23%) waren ermutigend. Schlussfolgerung: Im vorliegenden Szenario adaptieren die im Albumin-Hydrogel applizierten pMSC zuerst an die widrigen BS-Bedingungen durch Verminderung ihres Zellmetabolismus. Es zeigt sich jedoch schlussfolgernd, dass metabolisch aktive Zellen persistieren. Die metabolische Restaktivität von 38% im an Tag 3 verbliebenen Implantat erscheint viel versprechend für weitere Zelltherapieansätze an der BS. Ob die in situ verbliebenen pMSC überleben um sogar eine wieder höhere Zellaktivität nach weiterer Adaptation zu erlangen -worauf andere Studien an kleineren Tieren hinweisen -muss in einer Mittel-bis Langzeituntersuchung geklärt werden.