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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

23.10. - 26.10.2012, Berlin

Proinflammatorisches Potential unterschiedlicher Polyethylenabriebpartikel auf den Gelenkknorpel in vivo

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Sandra Utzschneider - Ludwig-Maximilians-Universität, Campus Großhadern, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • Verena Lorber - Ludwig-Maximilians-Universität, Campus Großhadern, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • Mirza Dedic - Ludwig-Maximilians-Universität, Campus Großhadern, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • Alexander Paulus - Ludwig-Maximilians-Universität, Campus Großhadern, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • Christian Schröder - Ludwig-Maximilians-Universität, Campus Großhadern, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • Volkmar Jansson - Ludwig-Maximilians-Universität, Campus Großhadern, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012). Berlin, 23.-26.10.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. DocGR13-382

DOI: 10.3205/12dkou440, URN: urn:nbn:de:0183-12dkou4402

Veröffentlicht: 2. Oktober 2012

© 2012 Utzschneider et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Die Verwendung von crosslinked Polyethylen (XPE) in der Endoprothetik reduziert den für die Lockerung der Prothese verantwortlichen Polyethylenabrieb nachweislich. Obwohl die proinflammatorische Potenz von Polyethylenabriebpartikeln auf diverse Zellen und Gewebearten bereits untersucht ist, ist der Einfluß von Polyethylenpartikeln auf den Gelenkknorpel, welcher beim Teilgelenkersatz, z.B. dem unikondylären Knieschlitten, wichtig erscheint, nach wie vor unklar.

Ziel dieser Studie war es, die biologische Aktivität von Abriebpartikeln sechs unterschiedlicher Polyethylene, incl. vier crosslinked Polyethylene, im Knochenmark sowie Synovial- und Knorpelgewebe der Maus zu untersuchen.

Methodik: Abriebpartikel von 6 Polyethylenen [2 konventionelle Polyethylene (PE), 4 unterschiedliche XPEs] wurden aus einem Kniesimulator isoliert (ISO ; 20nm-Nucleopore-Filter; Säuredigestion). Die Partikel wurden dann rastereletronenmikroskopisch in Form und Größe analysiert (<85% aller Partikel<1µm, alle Gruppen rund, glatt, granulär). Nach Eliminierung der Endotoxine wurde eine Partikelsuspension (0,1Vol.%) in PBS (phosphate buffered saline solution) hergestellt. Die Abriebpartikel (XPE1: 3x30 kGy Gamma, annealed und sequentiell bestrahlt, XPE2: 95 kGy E-beam, remelted; XPE3: 65 kGy E-beam, remelted; XPE4: 50 kGy Gamma; PE1: 20-40 kGy GVF; PE2: 40 kGy Gamma) wurden incl. einer Kontrollgruppe (PBS) intraartikulär ins linke Kniegelenk von je 8 weiblichen Balb/c-Mäusen gespritzt und an Tag 8 histologische (H.E. incl. Histopath. Score nach Brackertz, Messung der synovialen Dicke) und immunhistochemische Schnitte (IL-1, IL-6, TNF-alpha) angefertigt (Kruskal-Wallis-Test mit Bonferroni-Holm-Korrektur; Signifikanzlevel: p<0,05).

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Alle Gruppen zeigten gegenüber der Kontrollgruppe histologisch Zeichen von Inflammation sowie eine erhöhte Synovialdicke und eine erhöhte Zytokinexpression (p<0,05). Während sich kein Unterschied in der Expression von IL-1, IL-6 und TNF-alpha im Synovialgewebe und im Knochenmark zwischen konventionellen und crosslinked Polyethylenen zeigte, fiel eine erhöhte Expression (p<0,05) von TNF-alpha in den Gruppen XPE 1 und XPE 2 im Knorpel auf.

Die biologische Aktivität von crosslinked Polyethylenpartikeln im Synovialgewebe und im Knochenmark entspricht der von konventionellem Polyethylen. Die erhöhte Expression von TNF-alpha im Knorpel bei zwei der vier crosslinked Polyethylene lässt auf ein erhöhtes proinflammatorisches Potential dieser Werkstoffe im Bereich des Gelenkknorpels schließen. Diese neue Erkenntnis muss in weiteren Studien geklärt werden, insbesondere der mögliche Einsatz dieser Werkstoffe bei unikondylären Knieprothesen mit Erhalt des Knorpels im lateralen Kompartiment.