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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2017)

24.10. - 27.10.2017, Berlin

Pro-inflammatorischer Einfluss von UHMWPE Abriebpartikeln auf den Knorpel

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Cathin Diwo - Universität Freiburg, Department Orthopädie und Traumatologie, Muskuloskelettales Forschungslabor, Freiburg, Germany
  • Hermann Otto Mayr - Universität Freiburg, Department Orthopädie und Traumatologie, Muskuloskelettales Forschungslabor, Freiburg, Germany
  • Norbert P. Südkamp - Klinikum der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Klinik für Orthopädie und Traumatologie, Freiburg, Germany
  • Hagen Schmal - Odense University Hospital, Department of Orthopaedics and Traumatology, Odense C, Denmark
  • Anke Bernstein - Universität Freiburg, Muskuloskelettales Forschungslabor, Freiburg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2017). Berlin, 24.-27.10.2017. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2017. DocGR19-1349

doi: 10.3205/17dkou541, urn:nbn:de:0183-17dkou5416

Veröffentlicht: 23. Oktober 2017

© 2017 Diwo et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Hauptursache für die Umwandlung von unikompartimentellen Knieprothesen zum totalen Kniegelenksersatz ist die laterale Progression der Arthrose. Da Polyethylen-Abriebpartikel (PWP) intraartikulär zu pro-inflammatorischen Reaktionen führen, die letztlich eine aseptische Prothesenlockerung induzieren, kann vermutet werden, dass diese PWP auch die Biologie des intakten Knorpels beeinflussen. Hypothese des Projektes ist somit, dass PWP eine entzündungsbedingte Knorpeldegeneration induzieren.

Dies wird durch unsere Vorarbeiten unterstützt, bei denen wir zeigen konnten, dass Chondrozyten sowohl Ziel- als auch Effektorzellen bei der Arthrose-assoziierten Inflammation sind. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Chondrozyten zur Phagozytose von PWP in der Lage sind, was zu Induktion und Expression von NO und PGE2 führt.

Methodik: Um den Einfluss der PWP auf den Knorpel zu untersuchen, wurde ein von unserer Arbeitsgruppe entwickeltes multizelluläres in-vitro Modell der Gelenkinfektion angewendet. Das Modell ermöglicht nicht nur die Analyse der Reaktion von Chondrozyten auf PWP, sondern auch die Untersuchung der Interaktivität mit synovialen Fibroblasten und Monozyten/Makrophagen. Outcome-Parameter sind neben der Expression typischer Entzündungsmediatoren wie IL-1, die Regulierung der anti-inflammatorischen Mediatoren und die Freisetzung von Zytokinen des Knorpelstoffwechsels. Darüber hinaus bietet das in-vitro-Modell die Möglichkeit, Auswirkungen bestimmter anti-inflammatorischer Medikamente, die systemisch oder innerhalb des Polyethylens zugesetzt werden, zu testen. Bestimmt wurden per ELISA IL-1, IL-6, bFGF, Aggrecan, IGF1, BMP-2, BMP-7, TNFa, COMP. Die Superoxid-Dismutase Aktivität wurde per SOD-Assay bestimmt. Eine zelltypische mRNA-Expression erfolgte ebenfalls. Als Kontrolle wurden eine LPS Stimulation durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die in vitro Ergebnisse zeigen, dass die PWP die Expression der proinflammatorischen Zytokine und Entzündungsmediatoren erhöhen. Die PWP können von den Zellen phagozytiert werden.

PWP können somit eine entzündungsbedingte Knorpeldegeneration induzieren.