by G. H. | Jän 14, 2019 | Arthrosetherapie, News
Die fokale Sprunggelenks-Arthrose: Früh-Diagnose anhand von Veränderungen der Chondrozyten-Organisation sowohl in gesunden als auch erkrankten Gelenkoberflächen-Arealen
Arnscheidt C, Felka T, Bast S, Meder A, Shiozawa T, Rothdiener M, Stöckle U, Rolauffs B
Fragestellung: Die Frühdiagnose der Arthrose vor dem Auftreten klinischer Symptome und radiologischer Veränderungen ist ein ungelöstes Problem. Bildgebende Verfahren wie MRT oder Röntgen erlauben die Diagnose, wenn substanzielle Knorpeldefekte vorliegen. Bildgebende Methoden zur Früh-Diagnose der Arthrose wären klinisch wertvoll. Moderne Verfahren wie die Multi-Photon-Bildgebung könnten potentiell arthroskopisch angewendet werden und erlauben Untersuchungen lebender Chondrozyten innerhalb der Gelenkoberfläche. Wir untersuchten, ob die räumliche Verteilung der Chondrozyten in Sprunggelenken mit fokaler Arthrose potentiell die Frühdiagnose der Arthrose zulässt.
Methodik: Aus den Talus-Gelenkoberflächen humaner Donoren mit einer fokalen OSG-Arthrose (Collins II) wurden runde Proben (Durchmesser 6mm; n=22) gestanzt. Nur Gewebe außerhalb der fokalen Läsion wurde verwendet. Die Gelenkoberfläche wurde makroskopisch eingeteilt in intakt (1), aufgeraut (2) und gerieft (3). Die Chondrozyten-DNA aller Proben wurde mit Propidium Jodid gefärbt. Es wurden z-Bildstapel (n=99) mit Blick auf die Gelenkoberfläche aufgenommen (LSM 501 Zeiss). Für jeden aufgenommenen Chondrozyten wurden die 3D-Positionen innerhalb der Gelenkoberfläche bestimmt. Mit der Software R und Spatstat wurden Zellzahl/Volumen und der Abstand jedes Chondrozyten zu seinem nächsten Nachbarn bestimmt. Der Typ der Zell-Organisation wurde eingeteilt in normale Zell-Paare (1), Zell-Cluster mit dazwischenliegenden zellfreien Arealen (2) und in eine diffuse Verteilung mit Verlust der physiologischen Ordnung (3).
Ergebnisse und Schlussfolgerung: 4,5% aller Proben waren intakt und beinhaltete 197±15 Chondrozyten per 7,49×106µm3 Gelenkoberfläche, 54,5% war aufgeraut (217±14 Chondrozyten/7,49×106µm3), 40,9% war gerieft (192±24 Chondrozyten/7,49×106µm3). Die Zell-Zell-Abstände zeigten signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Stadien der makroskopischen Gelenkoberflächen-Schäden (p<0,001; Grad 1: 10,7±0,1µm; Grad 2: 13,7±0,1µm; Grad 3: 14,8±0,2µm) und korrelierten mit diesen Stadien (p<0,001). Die Chondrozyten-Organisation veränderte sich mit zunehmender Schädigung. Chondrozytenpaar lagen hauptsächlich in intakten Regionen vor. Cluster und diffuse Verteilungen lagen in geschädigten Regionen vor. Die Chondrozyten-Organisation korrelierte mit dem makroskopischen Gelenkoberflächen-Schaden. Die Zell-Zell-Abstände innhalb der einzelnen Zell-Organisationen zeigten signifikante Unterschiede (p<0,001): sie nahmen um 18,9% in OA-Clustern zu und waren in ordnungslos angeordneten Chondrozyten um 22% kürzer und korrelierten mit der Zell-Organisation (p<0,001).
Die lokale Zellverteilung humaner Chondrozyten in der Talus-Gelenkoberfläche zeigt typische Veränderungen in Gelenken mit fokaler Arthrose. Diese Veränderungen sind in wenig geschädigten Arealen und außerhalb einer Arthrose-Läsion erkennbar. Die lokale Verteilung der Gelenkoberflächen-Chondrozyten ist ein vielversprechender Kandidat zur Frühdiagnose der Arthrose vor dem Auftreten substanzieller Knorpeldefekte.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR14-505
doi: 10.3205/14dkou489, urn:nbn:de:0183-14dkou4897
Published: October 13, 2014
© 2014 Arnscheidt et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.
by G. H. | Jän 10, 2019 | Chirurgische Orthopädie, Konservative Orthopädie, News
Glucosaminsulfat reduziert die Matrixmetalloproteinasen-Expression von Osteosarkomzellen in vitro
Ulrich J, Pohlig F, Lenze U, Schauwecker J, Lenze F, von Eisenhart-Rothe R
Fragestellung: Das invasive Wachstum und die schnelle Metastasierung von Osteosarkomen steht in enger Verbindung mit der vermehrten Expression von Matrixmetalloproteinasen (MMPs). In diesem Zusammenhang besonders hervorzuheben sind MMP 2, 3, und 9. Die Hemmung dieser MMPs kann das Metastasierungsrisiko von Osteosarkomen reduzieren. In arthrotischen Gelenken konnte die Hemmung dieser MMPs durch Glucosaminsulfat bereits nachgewiesen werden. Ziel dieser Studie war es, in vitro den Einfluss von Glucosaminsulfat auf die Expression von MMP 2, 3 und 9 in Osteosarkomzellen zu untersuchen.
Methodik: Etablierte Osteosarkomzelllinien (SaOs-2 und MG-63) wurden für 3 Tage nach Herstellerangaben kultiviert und anschließend auf Zellkulturplatten ausgesiedelt. Nach 24 h wurde das Medium gewechselt und Glucosaminsulfat in den Konzentrationen 10, 50 und 100 µg/ml zugegeben. Die Zellen der Kontrollprobe wurden mit normalem Medium kultiviert. Nach 42 h wurden die Zellen mit Trypsin gelöst und die RNA isoliert. Nach Umschreibung in cDNA konnte eine relative Quantifizierung mittels real-time PCR durchgeführt werden. Des Weiteren erfolgte eine zusätzliche Quantifizierung von MMP 3 und 9 aus Zelllysat mittels ELISA. Auf Bestimmung von MMP 2 mittels ELISA wurde aufgrund der nur marginalen Unterschiede in der real-time PCR verzichtet. Zur Beurteilung der Zellviabilität wurde zudem eine colorimetrische Messung mittels WST-Assay durchgeführt.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Sowohl bei MG-63- als auch bei SaOs-2-Zellen zeigte sich eine signifikante aber nicht konzentrationsabhängige Downregulaton der Expression von MMP 3 durch Glucosaminsulfat (p<0,05). Ähnliche Ergebnisse konnten wir für MMP 9 erzielen, allerdings ohne statistische Signifikanz. Auch hier zeigte sich keine Abhängigkeit von der Glucosaminsulfatkonzentration. Die Expression von MMP 2 wurde durch Glucosaminsulfat kaum beeinflusst. Im ELISA konnten die PCR-Ergebnisse für MMP 3 und 9 bestätigt werden.
Die Zellviabilität wurde durch Glucosaminsulfat in den von uns verwendeten Konzentrationen nicht beeinflusst.
Die vorliegende Studie zeigt erstmalig eine Downregulation von MMP 3 und 9 in Osteosarkomzellen durch Glucosaminsulfat. Dies konnte sowohl auf RNA- als auch auf Proteinebene nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse lassen auf eine verminderte Invasivität der mit Glucosaminsulfat behandelten Tumorzellen und somit eine mögliche Verminderung des Metastasierungsrisikos von Osteosarkomen schließen.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR13-1300
doi: 10.3205/14dkou488, urn:nbn:de:0183-14dkou4887
Published: October 13, 2014
© 2014 Ulrich et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.
by G. H. | Jän 10, 2019 | Fuß, News
Einfluss der Kallusaugmentation mit konzentiertem Beckenkammaspirat auf die Regeneratheilung beim Tibiasegmenttransport. Eine verlgeichende prospektive Studie
Seybold D, Pätzholz S, Königshausen M, Schildhauer TA, Geßmann J
Fragestellung: Der Tibiasegmenttransport in der posstraumatischen Knochendefektrekonstruktion ist ein seid langem etabliertes Verfahren eine Knochenkontinuität wieder herzustellen. Es ist ein sehr aufwändiges Verfahren mit langen Konsolidationszeiten des Regenerates und hohen Komplikationsraten. Das Ziel dieser Arbeit ist es den Einfluss der Kallusaugmentation mit konzentriertem Beckenkammaspirat während der Kallusreifung prospektiv zu erfassen und mit einem nicht augmentiertem Referenzkollektiv zu vergleichen.
Methodik: Zwischen 2007 und 2011 konnten 31 Patienten mit einem durchschnittlichen, tibialen Segmentdefekt von 7,49 cm (SD 2,95) bei 23 Patienten und 8 Patientinnen (Durchschnittsalter 43,59 Jahre, BMI 28,06 17 Raucher 14 Nichtraucher) prospektiv erfasst werden. Der Segmenttransport wurde bei allen Patienten mit einer Seilzugringfixateurmontage antegrad durchgeführt. Bei 15 Patienten wurde nach Abschluss der Distraktionsphase während der Docking-Operation die Punktion des Beckenkamms mit Aspiration von 60 ml Beckenkammblut durchgeführt. Hieraus wurde intraoperativ das konzentrierte Beckenkammblut (BMAC) über eine Dichtegradientenzentrifugation (SmartPrep2TM, Harvest Technologies) gewonnen und perkutan unter radiologischer Kontrolle in die zentrale Wachstumszone des Regeneratschlauches eingebracht. Alle Patienten wurden klinisch und radiologisch bis zur Konsolidation nach einem standardisierten Protokoll nach behandelt.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Eine Konsolidation konnte bei 23 Patienten ohne eine weitere Operation erzielt werden mit einem durchschnittlichen Konsolidationsindex von 31,54 Tagen und einem Healing Index von 50,57 Tagen bei einer Fixateurtragezeit von durchschnittlich 351 Tagen. In vier Fällen konnte eine Regeneratkonsolidation nur über eine additive Plattenosteosynthese erzielt werden, in weiteren vier Fällen konnte keine Regeneratbildung erreicht werden. Im Vergleich der 15 Patienten mit Harvest augmentiertem Regenerat und den 16 Patienten ohne Augmentation zeigte sich ein Healing Index von 48,76 Tagen (Harvest) zu 53,95 (ohne Augmentation). Die Regeneratbildungs- und Konsolidationsstörungen fand sich nur bei einem Fall in der Harvest-augmentierten Gruppe und bei sieben Fällen in der nicht augmentierten Gruppe.
Die Konsolidationszeit des Regenerates ist abhängig von der osteogenen Aktivität im Regeneratschlauch. Daher scheint sich die Überlegung der Regenerataugmentation mit konzentriertem Beckenkammblut, zur Beschleunigung der Regeneratreifung mit Reduktion des Healing Index, anhand dieser ersten vergleichenden Studie zu bestätigen.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR13-1300
doi: 10.3205/14dkou487, urn:nbn:de:0183-14dkou4871
Published: October 13, 2014
© 2014 Ulrich et al.
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by G. H. | Jän 10, 2019 | Chirurgische Orthopädie, Konservative Orthopädie, News
Induktion der osteogenen Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen durch Crosstalk mit Osteoblasten
Schmal H, Glück M, Alini M, Stoddart M, Südkamp NP, Salzmann GM
Fragestellung: An der natürlichen Knochenheilung sind sowohl Osteoblasten (OB) als auch mesenchymale Stammzellen (MSC) beteiligt, eine Zellkombination, die auch das Potential für Tissue Engineering Applikationen hat. Ziel dieser Studie war die Analyse des Einflusses von OB auf die osteogene Differenzierung von MSC unter Berücksichtigung der optimalen Zellkulturbedingungen und des Einflusses von TGFβ.
Methodik: Humane OB und MSC wurden in einer in vitro trans-well Ko-Kultur über 28 Tage untersucht. Die Kalzifizierung wurde spektroskopisch mit der optischen Dichte (OD) bei 450 nm und durch eine Alizarin-Rot-Färbung quantifiziert. Eine Analyse auf mRNA Niveau erfolgte mittels real time PCR.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: In der Ko-Kultur mit OB kam es zur osteogenen Differenzierung der MSC, wobei sich bei einer Konzentration von 1% fetalem Kälberserum (FCS) die meiste Kalzifizierung im Vergleich zu höheren FCS-Anteilen des Standarddifferenzierungsmediums zeigte (p<0,05). Verglichen mit einer Kultur von reinen MSC oder OB fand sich eine Zunahme der OD bei 450 nm im Zeitverlauf bei allen Kulturen, die höchsten Werte ergaben sich jedoch am Ende in der Ko-Kultur MSC/OB (p<0,05). Es bestand erwartungsgemäß ein erheblicher Niveauunterschied zwischen der MSC-Negativkontrolle und den Kulturen mit OB. Diese Ergebnisse konnten mit der Alizarin-Rot-Färbung bestätigt werden. Das osteogene Differenzierungspotential wies erhebliche interindividuelle Unterschiede auf. Eine Vorhersage gelang durch Korrelation der OD 450 nm-Werte und der mRNA-Expression von Alkalischer Phosphatase (ALP) mit der population doubling rate (PDR) in der Expansionsperiode, wobei sich statistisch signifikante Zusammenhänge zwischen Proliferationsrate und Differenzierungspotential sowohl für OB als auch für MSC zeigten (p<0,0001). Durch den Zusatz von TGFβ kam es zur Inhibition der Kalzifizierung bei gleichzeitiger Hochregulation von Kollagen Typ I und Sp7-mRNA sowie Suppression von ALP (p<0,05).
Die Ergebnisse bestätigen die Induktion der osteogenen Differenzierung von MSC durch benachbarte OB am ehesten bedingt durch Sekretion parakriner Faktoren. Die Differenzierungsfähigkeit weist individuelle Unterschiede auf, welche durch eine Bestimmung der Proliferationsrate vorhergesagt werden kann. TGFβ scheint dabei die ersten Differenzierungsschritte zu unterstützen, die endgültige Kalzifizierung jedoch zu inhibieren.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR13-397
doi: 10.3205/14dkou486, urn:nbn:de:0183-14dkou4866
Published: October 13, 2014
© 2014 Schmal et al.
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by G. H. | Dez 31, 2018 | News
Von Seiten des BVdO wünschen wir für das kommende Jahr alles Gute!
