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Fragestellung: Untersucht wurde die Wirkung eines Erbium-Yag Lasers auf porkines Knorpel- und Knochengewebe und insbesondere dessen mögliche thermische Schädigung. Die Verwendung dieses Lasers ermöglicht die Ablation durch den so genannten Evaporationseffekt. Hierbei kommt es zu einer schlagartigen Verdampfung von Wasser, wodurch Gewebe in unmittelbarer Nachbarschaft mechanisch abladiert werden kann.

Methodik: Durchgeführt wurden die Untersuchungen an porkinen Kniegelenken (Dt. Landschwein, Alter: 8 Wochen, Gewicht: durchschnittlich 40 kg) ex vivo. Es wurden insgesamt 20 Proben von 10 Tieren entnommen. Bei der Laser-Applikation in wässrigem Medium wurden zwei unterschiedliche Pulslängen verwendet (very short pulse, VSP, mit 75 – 100 µs und super short pulse, SSP, mit 50 – 70 µs bei einer Frequenz von 15 Hz). Die verwendeten Energiedichten (Pulsenergie) lagen bei 580 (VSP) und 450 mJ (SSP); die Abstände zwischen Applikator und Gewebe variierten zwischen 1, 3 und 5 mm. Nach den Versuchen wurden die Proben mikroskopisch hinsichtlich Ablationstiefe und –breite vermessen, es erfolgten konventionelle histologische Färbungen (HE und Safranin-O); zusätzlich wurde das Apoptose-Verhalten nach der TUNEL Methode untersucht.

Ergebnisse: Es fand sich eine Abhängigkeit der Ablationstiefe vom verwendeten Abstand: bei einem Abstand von 1 mm kam es im Mittel zu einer Ablationstiefe von 2,86 mm, während diese bei einem Abstand von 3 mm bei 2,07 mm und bei einem Abstand von 5 mm bei 0,94 mm lagen (jeweils VSP). Bei Verwendung der kürzeren Pulslänge (SSP) und gleichzeitig geringerer Energiedichte waren die Ablationtiefen signifikant geringer (Mittelwerte zwischen 1,47 und 0,33 mm). Hinsichtlich der Ablationsbreite konnten in Abhängigkeit des verwendeten Abstandes keine wesentlichen Unterschiede festgestellt werden (Mittelwerte zwischen 0,9 und 1 mm für VSP). Die Ablationsränder im Knorpelgewebe erschienen mikroskopisch glatt. Karbonisierungen des Gewebes konnten nicht beobachtet werden. In der TUNEL Färbung fanden sich nur vereinzelte apoptotische Zellen; eine vermehrte Anzahl dieser Zellen auch in unmittelbarer Nähe zu den Ablationsrändern konnte nicht gefunden werden.

Schlussfolgerungen: Unsere Untersuchungen ergaben keinen Hinweis auf eine thermische Schädigung von Knorpel- und dem darunterliegenden Knochengewebe durch die Applikation des Er:YAG Lasers unter den genannten Parametern. Zugleich fanden sich glatte Schnittflächen, deren Tiefen sowohl von der Pulslänge (bzw. der Energiedichte) als auch vom Abstand zwischen Applikator und Gewebe abhängig waren.