Walking without pain in the toe has a significant impact on a person’s well-being. Human mobility will be impaired in osteoarthritis of the big toe, and pain will occur during walking. By replacing the cartilage or bone injury with an individualised implant, osteochondral injuries to the knee and ankle can be treated. One company that develops and produces these implants together with associated surgical instruments is called Episurf Medical AB. The company can evaluate a lesion and design the individual implant with its associated instrument based on magnetic resonance imaging or computed tomography images. Episurf currently has a production of implants with associated surgical instruments for the knee and ankle but wants to expand further to implants for the metatarsophalangeal joint (MTP joint), commonly named the big toe joint. In order to perform the work process and create the implant and the surgical instruments, Episurf needs qualitative images taken with MRI or CT. Episurf has specific protocols for CT and MRI for imaging the knee and ankle, but no protocol exists yet for the MTP. In this project, CT and MRI have been used to scan the MTP, where various parameters such as foot position, image plane, slice thickness, slice increment and FOV were tested. For CT, different tube currents and tube voltages and their effect on image quality was also tested. In MRI, different sorts of sequences to use when taking pictures of MTP were evaluated. In addition to CT, a scan was also performed with cone-beam computed tomography(CBCT) to see if it could be an additional imaging modality. When evaluating the images for all imaging modalities, Signal to Noise Ratio(SNR), spatial resolution and contrast were considered. For CT, the radiation was evaluated against image quality, and for MRI, the time aspect was evaluated. For images taken with a CT, the parameter setting for the slice thickness should be 0.5-0.8 mm, and the slice increment should be 50% of the slice thickness. As the foot is not a radiation-sensitive region, the radiation can be high. Since the radiation is recommended to be high and the only critical area to evaluate is the big toe, it is enough to include only the forefoot. Finally, the patient’s foot should be in the standing position to have the best possible evaluation opportunities. MRI needs additional tests to find the best relationship between time, SNR, slice increment and slice thickness. More tests also need to be performed for CBCT, where its technology is examined to create an acceptable segmented 3D model, as it was difficult in this project. / Att kunna gå utan smärta i tån har en stor påverkar för en människas välmående. Vid osteorarithis i stortån kommer människans rörlighet att försämras och smärta uppstår vid gången. För att behandla osteokondrala skador för knä och ankeln ersätts skador på brosket eller benet med ett individanpassat implantat. Ett företag som utvecklar och producerar dessa implantat ihop med tillhörande kirurgiska instrument heter Episurf Medical. Baserat på bilder tagna av en MRI eller en CT kan företaget utvärdera en skada och designa det individanpassande implantat med dess tillhörande instrument. Episurf har idag en produktion av implantat med tillhörande kirurgiska instrument för knät och ankeln men har nu velat expandera vidare till implantat för metatarsalphalangen-leden(MTP joint), stortåleden. För att kunna utföra arbetsprocessen och skapa implantatet och de kirurgiska instrumenten behöver Episurf kvalitativa bilder tagna med magnetiskresonanstomografi(MRI) eller datortomografi(CT). För knä och ankeln finns det specifika protokoll för de olika maskinerna skapade för avbildning av knä och ankel, men ännu existerar det inget för MTP. I detta projekt har CT och MRI använts vid skanningar av MTP, där olika parametrar som fotposition, bildplan, snittjockleken och snittöverlapp testas. För CT testades även olika rörström och rörspänning och deras påverkan på bild-kvalitén. Inom MRI utvärderas vilka typer av sekvenser som ska användas när bilder av MTP tas. Förutom CT gjordes även en skanning med kon-datortomografi(CBCT)för att se om den kunde vara en ytterligare avbildnings modalitet. Vid utvärdering avbilderna för alla avbildningsmodaliteter togs Signal to noise ratio, spatiell upplösning och kontrast i beaktande. För CT utvärderades strålningen gentemot bildkvalitet och för MRI utvärderades tidsaspekten. För bilder tagna med en CT bör parameter inställningen för snittjockleken vara 0.5-0.8 mm och snittöverlappet vara 50% av snittjockleken. Då foten inte är en strålkänslig region bör strålningen vara hög. Eftersom strålningen rekommenderas vara hög och det enda intressanta området att utvärdera är stortåbenet, räcker det med att endast inkludera framfoten. Slutligen bör patientens fot vara i stående position för att få så bra utvärderings möjligheter som möjligt. För MRI behöver ytterligare tester för att finna den bästa relationen mellan tid, SNR och snitt tjocklek. Fler tester behöver också utföras för CBCT där dess teknik undersöks, detta för att kunna skapa bra bilder att 3D-segmentera då det var svårt i detta projekt.

Introduktion: Hyalint brosk består av kondrocyter inbäddade i ett extracellulärt matrix som täcker alla kroppens synoviala leder. I dag är skador på hyalint brosk ett folkhälsoproblem med begränsade behandlingsmöjligheter. Mesenkymala stamceller har i flertalet studier visat sig vara en lovande kandidat för framtida behandling av broskskador, eftersom dessa kan differentiera till broskproducerande kondrocyter. Modern behandling av broskskador innefattar odling av patientens egna kondrocyter eller stamceller för att sedan återföra dem till broskskadan. För att göra detta effektivt behöver optimering av odlingsförhållanden för aktuella celler utföras. Syfte: Att undersöka tillväxt hos kondrocyter samt mesenkymala stromaceller från benmärg i varierande odlingsförhållanden, detta med avseende att utvärdera vilka tillsatser som mest gynnar cellernas viabilitet och proliferation. Material & Metod: Framtagning av kondrocyter och mesenkymala stromaceller från benmärg i denna studie utfördes på överblivet ortopediskt material från en individ. Cellerna kollagenasbehandlades innan de odlades ut i ett standardmedium under tre veckor. Därefter odlades de i närvaro av olika tillsatser under sex dagar. Cellernas viabilitet mättes genom relativ fluorescens med CellTiter-Blue® reagens medan proliferationen mättes genom cellräkning med flödescytometri. Resultat: Det fanns en signifikant skillnad (ANOVA, p<0,05) mellan minst två tillsatser inom grupperna för viabilitetsanalys samt cellräkning för både kondrocyter och benmärgderiverade mesenkymala stromaceller (BMMSC). Kondrocyterna som odlades i närvaro av fetalt bovint serum (FBS) hade högre proliferation och viabilitet än de celler som odlades i frånvaro av FBS. FBS i kombination med insulin-transferrin-selen (ITS) och kondrocytfaktorerna (KF) dexametason, prolin, insulin samt transforming growth factor beta hade störst positiv effekt på proliferationen. Vidare visade Minimum Essential Medium α med tillsats av FBS 10 % ha störst effekt, av den panel som undersöktes, på både viabilitet och proliferation hos BMMSC. Slutsats: FBS i kombination med ITS och KF hade störst stimulerande effekt på proliferation hos kondrocyter. Val av standardmedium hade större betydelse än tillsats av faktorer vid odling av BMMSC in vitro. / Introduction: Articular cartilage consists of chondrocytes and covers all the synovial joints in the body. Articular cartilage injuries are today a public health issue with limited orthopedic treatments. Mesenchymal stem cells have shown to be a promising candidate for future treatment of articular cartilage injuries due to their many abilities. Modern treatment of cartilage damage involves cultivation of the patient´s own chondrocytes and stem cells. To make this treatment as effective as possible the culture conditions for chondrocytes and stem cells must be optimized. Aim: To study cell growth in chondrocytes and mesenchymal stromal cells from bone marrow in varying culture conditions, this regarding to evaluate the most optimal culture conditions for cell viability and proliferation. Method: Cell extraction in this study was performed on leftover orthopedic material. The cells were treated with collagenase and then cultured in a standard medium for three weeks before they were cultured in presence of various factors for six days. Cell viability was measured by relative fluorescence while proliferation was measured by cell counting. Result: There was a statistically significant difference (ANOVA, p<0,05) between at least two additives within the groups for viability analysis and cell count for both chondrocytes and bone marrow-derived mesenchymal stromal cells (BMMSC). The chondrocytes cultured in presence of fetal bovine serum (FBS) had a higher proliferation and viability compared to the cells cultured in the absence of FBS. FBS in combination with insulin-transferrin-selenium (ITS) and the chondrocyte factors (CF) dexamethasone, proline, insulin and transforming growth factor beta had the biggest impact on proliferation. Minimum Essential Medium α with FBS 10% additive showed positive effects on both viability and proliferation of BMMSCs. Conclusion: FBS in combination with ITS and CF had a good effect on the proliferation of chondrocytes. The choice of standard medium seems to have a more important role than growth factor additive when studying BMMSCs expansion in vitro.