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Virtuelle Planung und Implantation osteochondraler Konstrukte in umschriebene Knorpeldefekte
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Published: | October 19, 2004 |
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Fragestellung
Die matrix-assozierte Chondrozytenimplantation (MACI) stellt eine neue und bereits in Studien untersuchte Methode zur operativen Therapie begrenzter Knorpeldefekte dar. Schwierigkeiten dagegen bereitet die Implantation eines osteochondralen Konstrukts aus starrer Spongiosamatrix (Tutogen) und Knorpelzellphase, da das Konstrukt intraoperativ schwer angepaßt und eingebracht werden kann. Es wurde nun geprüft, ob eine präoperative, virtuelle Planung einer solchen Konstruktimplantation anhand von MRT-Datensätzen und die operative Einbringung des Konstrukts mittels individuell angefertigter Schablonen durchführbar ist.
Methoden
An vier Schafsknien wurde an der medialen Femurkondyle ein 5x5mm oder 3x3mm großer Knorpeldefekt gesetzt. Aus dem entnommenen Knorpel wurden Chondrocyten mittels Kollagenaseverdau isoliert und expandiert. Anschließend wurden MRT-Sequenzen des Kniegelenks in 1-2mm Schichten aufgenommen und der Knorpeldefekt in einer CAD-Umgebung dargestellt. In den Defekt wurde dann eines von drei runden Normkonstrukten (Tutogen, Tiefe: 8mm) virtuell eingepaßt und mit Hilfe des MRT-Datensatzes eine entsprechende Frässchablone für das Konstrukt hergestellt (SLA/SLS-Rapid Prototyping). Die expandierten Chondrozyten wurden für 1 Woche in einer 4-5mm-Fibrinschicht kultiviert, die dann auf den entsprechenden Spongiosablock aufgeklebt wurde. Nach Arthrotomie des Knies wurde die Frässchablone paßgenau auf die mediale Femurkondyle aufgebracht und fixiert. Der Defekt wurde anhand der Schablone ausgefräst und das Konstrukt mit Fibrinkleber eingebracht ('press-fit'). Nach Verschluß des Gelenks wurden normierte Bewegungszyklen durchgeführt und danach die Position des Konstrukts überprüft.
Ergebnisse
Der Soll-Handlungsablauf konnte wie geplant durchgeführt werden. Das osteochondrale Konstrukt konnte intraoperativ paßgenau in den ausgefrästen Defekt eingebracht werden und ist dort auch nach mehreren Bewegungszyklen stabil verankert.
Schlussfolgerungen
Die beschriebene Methode bietet eine neue Lösung zur passgenauen Verankerung osteochondraler Konstrukte in begrenzte Knorpeldefekte. In weiterführenden Studien muß das biologische Einwachsverhalten solcher Knorpel-Knochentransplantate im Tiermodell untersucht werden.