by G. H. | Feb 13, 2019 | Konservative Orthopädie, News
Ergebnisse einer tierexperimentellen Studie zur Behandlung großflächiger Knorpelschäden
Andereya S, Gavenis K, Schneider U
Fragestellung: Die vorliegende tierexperimentelle Studie soll Aufschlüsse darüber geben, ob eine zellbesiedelte komprimierte Kollagengelmatrix zur Behandlung großflächiger Knorpelschäden geeignet ist.
Methodik: Bei 18 Göttinger Minipigs wurden großflächige Knorpelschäden am Kniegelenk mit einer verdichteten dreidimensionalen zellbesiedelten Kollagengelmatrix behandelt und nach 6 Wochen, 3 Monaten und 1 Jahr mit dem unbehandelten Defekt auf der Gegenseite verglichen. Die Untersuchung beinhaltete den makroskopischen und histologischen Vergleich mit Hilfe des O’Driscoll Score sowie immunhistologische Untersuchungen und die Ermittlung der Genexpression mittels PCR.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Weder bei den matrixgedeckten Defekten noch bei der alleinigen Abrasion konnte eine vollständige Defektdeckung im zeitlichen Verlauf beobachtet werden. Alle mit dem komprimierten Kollagengel behandelten Defekte zeigten eine Regeneratbildung. Im zentralen Bereich der Trochlea wurde ein oberflächlicher Abrieb beobachtet. In der Kontrollgruppe zeigte sich ein teilweise ausgedehnter narbiger Defekt. Die histologische Aufarbeitung zeigte für die mit komprimierten Matrizes behandelten Defekte ein homogenes zellreiches Regenerat ohne den typischen zonalen Aufbau hyalinartigen Knorpels. Die Kontrolldefekte zeigten während des Untersuchungszeitraums ein zellarmes faseriges Regenerat mit schweren Fissuren und Vakuolenbildung. Die O’Driscoll Einzelscores und der Gesamtscore lagen im zeitlichen Verlauf für die Abrasion deutlich unter der Kollagengelgruppe. Die Kollagen-II- und Aggrecan-Genexpression lag im Matrixregenerat im Vergleich zum abradierten Kontrolldefekt deutlicher höher. Die Messwerte für die proinflammatorischen Zytokine TNFalpha, IL-1beta, IL-6 und der matrixdestabilisierenden Kollagenase MMP- 13 lagen nach 1 Jahr in der Kontrollgruppe deutlicher höher als in der Gruppe der matrixtransplantierten großflächigen Defekte.
Die Verwendung einer komprimierten zellbesiedelten Kollagengelmatrix zur Behandlung vollschichtiger großflächiger Knorpeldefekte am Tiermodell zeigt im Jahresverlauf erste vielversprechende klinische Ergebnisse im Vergleich zum unbehandelten Spontanverlauf.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR15-1196
doi: 10.3205/14dkou502, urn:nbn:de:0183-14dkou5027
Published: October 13, 2014
© 2014 Andereya 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. | Feb 13, 2019 | Chirurgische Orthopädie, Konservative Orthopädie, News
Volumetrische Quantifizierung von Knorpelregeneraten mittels Ultraschallbiomikroskopie am Schafsmodell
Schöne M, Männicke N, Marquaß B, Aydogan E, Zscharnack M, Josten C, Schulz R, Raum K
Fragestellung: Zur Beurteilung von Knorpelregeneraten in experimentellen Studien gilt die histologische Untersuchung und Klassifizierung als der derzeitige Goldstandard. Nachteilig ist, dass es sich hierbei um die Beurteilung eines 2D Schnittbildes handelt welches als repräsentativ für den gesamten 3D Defekt gesehen wird. Hier bietet sich die Ultraschallbiomikroskopie (UBM) als additive Untersuchung an, da sie nicht-destruktiv eine 3D Abbildung der gesamten Knorpelschicht ermöglicht. Daraus abgeleitete volumetrische Daten sollten in dieser Studie genutzt werden, um Knorpelregenerate retrospektivisch zu charakterisieren.
Methodik: An 32 Schafen wurde an beiden medialen Femurkondylen je ein vollschichtiger Knorpeldefekt (7 mm Durchmesser) gesetzt. Im Anschluss erfolgte die Versorgung mit einem stammzellbesiedelten Kollagen-I-Hydrogel (Fa. Arthro Kinetics) oder einem unbesiedelten Leergel, die kontralaterale Seite blieb als Kontrolle unbehandelt.
Nach 1- bzw. 2-jähriger Standzeit erfolgte die verblindete Explantation der Kondylen. Nach makroskopischer Beurteilung wurde die Defektregion mit einem portablen UBM (laterale Auflösung 50 µm) gescannt. Die Auswertung der 3D Datensätze erfolgte mit eigens entwickelter Software.
Zunächst wurden die Oberfläche und der Knorpel-Knochenübergang automatisch rekonstruiert, gefolgt von manueller Kontrolle und Korrektur bei Bedarf. Auf Grundlage der rekonstruierten Flächen außerhalb des Defektbereiches wurden die präoperativen Verläufe von Oberfläche und Knorpel-Knochenübergang im Defektbereich abgeschätzt. Anhand der Differenzen zwischen den prä- und postoperativen Grenzflächen wurden Knorpeldicke und die Volumina von entferntem Gewebe, neuem Gewebe, hypertropher Ossifikation, Zysten und neuem knorpelartigem Gewebe berechnet.
An 6 Datensätzen von gesundem Gelenkknorpel wurde die Methode zum Abschätzen der präoperativen Grenzflächen überprüft und deren Genauigkeit quantifiziert.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Der mittlere Fehler aufgrund der Abschätzung der Grenzflächen lag bei 0,6%, die maximale Abweichung bei 1,5%.
Die operierten Schafsproben wiesen eine Knorpeldicke von 0,98 ± 0,29 mm auf. Das entfernte Volumen lag bei 31,6 ± 9,9 mm³, ohne signifikante Unterschiede bezüglich Standzeit und Seite. Die relative Defektfüllung war nach einem Jahr Standzeit mit 64 ± 19% signifikant kleiner als nach zwei Jahren mit 79 ± 11%. Davon blieb der Anteil hypertropher Ossifikation mit 10 ± 12% (Median ± IQR) über beide Jahr unverändert, die Menge des neuen knorpelartigen Gewebes nahm jedoch signifikant zu. Das Volumen von Zysten war nach einem Jahr signifikant größer als nach zwei Jahren (5,9 vs. 2,5 mm³).
Durch die UBM-Daten konnten erstmals Volumendaten zur Knorpelregeneration und Defektsetzung am Großtier gezeigt werden. Aus knorpelregenerativer Sicht ist eine signifikante Zunahme der Defektfüllung zwischen erstem und zweitem Jahr interessant. Die UBM stellt eine sinnvolle Ergänzung zur histologischen Untersuchung dar und übertrifft die Auflösung experimenteller Hochfeld-MRT.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR15-1059
doi: 10.3205/14dkou501, urn:nbn:de:0183-14dkou5011
Published: October 13, 2014
© 2014 Schöne et al.
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by G. H. | Aug 28, 2016 | Knie + Endoprothetik, News
Femorale Antetorsion und ihr Einfluss auf den patellofemoralen Knorpelschaden
Oppermann J, Wissussek B, Dargel J
Fragestellung: Das patellofemorale Schmerzsyndrom gehört zu einem der am häufigsten beobachteten Krankheitsbilder mit weiterhin bestehendem Mangel an Konsens hinsichtlich Ursache und Behandlung. In dieser Studie wurde untersucht, ob die femorale Antetorsion sowie die Morphologie des distalen Femur Einfluss auf den Knorpelschaden des patellofemoralen Gelenkes hat. Es wurde postuliert, dass durch eine vermehrte femorale Antetorsion mit resultierenden Innenrotation des Kniegelenkes eine laterale Hyperkompression des lateralen patellofemoralen Gelenkes mit einem entsprechenden lateral betonten Knorpelschaden entsteht.
Methodik: Die Untersuchung erfolgte an 78 unteren Extremitäten formalinfixierter menschlicher Präparate (31 männlich, 47 weiblich) mit einem mittleren Alter von 75, respektive 72 Jahren. Die untere Extremität wurde im Hüftgelenk exartikuliert und das umgebende Weichteilgewebe entfernt. Röntgenaufnahmen a.p. und lateral wurden zum Ausschluss von Frakturen, arthroplastischer Operationen und schwerer Deformitäten durchgeführt. Die femorale Antetorsion wurde mit einem Digitalgoniometer zur transepicondylären und zur posterioren Kondylenachse referenziert und die Höhe sowie der Öffnungswinkel des Sulcus bestimmt. Der Knorpelschaden retropatellar und im Bereich der Trochlea femoris wurden fotografisch erfasst, digital verarbeitet und anschließend die Fläche bestimmt sowie der Schweregrad nach Outerbridge eingeteilt. Die statistische Auswertung erfolgte mittels des Mann-Whitney-U und des Student T-Test.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die mittleren Werte für die Antetorsion referenziert zur transepicondylären Achse betrugen 8.5° (SD 7.2, min. 1°, max. 36°), zur hinteren Kondylenlinie 13.3 (SD 7.4, min. -5°, max. 33°). Zwischen beiden Werten bestand eine signifikante Korrelation von 0,962 (p<0.001). Die femorale Antetorsion zeigte keine signifikante Korrelation mit dem medialen oder lateralen Knorpelschaden. Ebenso zeigte sich keine Korrelation zwischen der Höhe der Trochlea bzw. dem Sulcuswinkel und dem patellofemoralen Knorpelschaden. Ein Knorpelschaden der medialen Facette vom Grad 1-3 war zwingend mit einem Knorpelschaden der lateralen Facette vergesellschaftet. Demgegenüber zeigten Präparate mit einem Knorpelschaden Grad 4 der lateralen Facette nicht zwingend einen höhergradigen medialen Knorpelschaden auf.
In dieser Untersuchung konnte kein Einfluss der femoralen Antetorsion sowie der Morphologie des distalen Femur auf die Degeneration des patellofemoralen Gelenkes nachgewiesen werden. Die laterale Knorpelschädigung des patellofemoralen Gelenkes war grundsätzlich häufiger als die mediale und mediale Knorpelschädigungen traten nie isoliert auf. Die Ergebnisse gilt es nun in klinischen MRT-basierten Untersuchungen für ein jüngeres Patientengut zu validieren.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI20-550
doi: 10.3205/14dkou094, urn:nbn:de:0183-14dkou0943
Published: October 13, 2014
© 2014 Oppermann et al.
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