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Eine Vielzahl von Gelenkerkrankungen resultiert in Rissen und degenerierten Grenzschichten des Gelenkknorpels, die eine Osteoarthrose bedingen können. Therapeutische Eingriffe mit Implantation von Knorpelersatzgewebe (matrixgestützte Chondrocytentransplantation [MACT]) oder Transpositionen von Knorpelknochenblöcken weisen solche eine Grenzzone auf, die häufig in einer knorpeligen Spaltbildung enden. In vorangegangenen Untersuchungen ist die zellbasierte Vernarbung und die chemische Quervernetzung der Extracellularmatrix zum Verschluss einer o.g. knorpeligen Spaltbildung beschrieben worden. Darüber hinaus wird bei einer (MACT) die zellbeladene Matrix in den Knorpeldefekt eingenäht.

In dieser Studie sollen die mechanischen Eigenschaften von drei verschiedenen Möglichkeiten zur Knorpelfixierung in vitro untersucht werden. An geometrisch identischen, einfach überlappenden Knorpelstreifen wird ein Zug-/ Scherbruchversuch durchgeführt. Gruppe 1 besteht aus Knorpelblockpaaren mit partieller Überlappung die zwei Wochen kultiviert werden. Eine Integration zwischen den Blöcken entwickelt sich durch Zellsynthese (n=24). Die zweite Gruppe wird durch einen vorangegangenen Andau und anschließender chemischer Quervernetzung der opponierenden Knorpelblöcke miteinander verklebt (n=24). In der dritten Gruppe (a bis d) werden die Knorpelstreifen mit chirurgischen Nähten die in Anzahl und Position variieren, fixiert (n=36). Die auftretende maximal übertragbarer Kraft, die dabei resultierende Dehnung, und die Primärstabilität, charakterisiert durch die Steifigkeit im Kraft-Weg Diagramm, werden ausgewertet, und zur Beschreibung des mechanischen Verhaltens der verschiedenen Gruppen verwendet. Die Ergebnisse wurden durch eine einfache Varianzanalyse (ANOVA) und Tukey`s Post Hoc Test in SPSS 12.0 analysiert.

Bezüglich der auftretenden Maximalkraft zeigten die genähten Proben signifikant höhere Werte (2N) im Vergleich zu den geklebten und integrierten Knorpelstreifen von (0.6N) auf. Die Anzahl der Nähte (ein bis vier Stiche) konnte keinen signifikanten Festigkeitszuwachs bewirken. Das Verhalten von geklebten und integrierten Proben ist weitgehend vergleichbar. Je nach Art der Quervernetzung kommt es zu einer signifikanten Veränderung des Spannungs-Dehnungsverhaltens, was sich in einer Erhöhung der Steifigkeit auswirkt. Die Anfangs und Gesamtdehnungen der genähten Proben sind signifikant höher als die Verformungen bei integrierten oder geklebten Proben.

Schlussfolgerung: Die derzeitige Anwendung von Nähten zur Fixierung von Gelenkknorpelkompartimenten scheint nach diesen Ergebnissen größere Nachteile zu einer Verklebung oder der natürlichen Integration aufzuweisen. Die höheren Dehnungseigenschaften der Nähte, die auf die Elastizität des Gewebes zurückzuführen sind, lassen die Wundränder auseinander weichen und Gelenkflüssigkeit in den Spalt treten, welches die dauerhafte Integration behindert. Eine initiale Verklebung der Wundränder wäre aus mechanischer Sicht sinnvoll.