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Fragestellung: Diese tierexperimentelle Studie untersucht die in-vitro Kulturphase und den klinischen Verlauf nach autologer matrixgekoppelter Knorpelzelltransplantation artikulärer Chondrozyten in einer Kollagen-I-Matrix im ovinen Tiermodell mit fokalem Gelenkflächendefekt der Femurkondyle. Diese Untersuchungen soll klären, ob zum Erreichen einer guten Regenerat-/ Transplantatqualität neben den empfohlenen Zellzahlen der DGOOC (Gruppe1) auch verringerte Zellzahlen (Gruppe2) oder sogar azellulare Kollagen-I-Matrices (Gruppe3) hinreichendes Einheilungspotential aufweisen

Methoden: In der Studie wurden bei 24 Schafen an beiden Kniegelenken fokale Knorpeldefekte von 7mm Durchmesser gesetzt und die dadurch gewonnenen primären Chondrozyten isoliert, vermehrt und in zwei verschiedenen Zelldichten (Gruppe 1 und 2) im Kollagen-I-Gel eingebracht. Anschließend erfolgte die autologe Kultivierung der Knorpelregenerate für zwei Wochen. Die Analyse der Transplantatsqualität der besiedelten Transplantate erfolgte mittels TUNEL-Reaktion, BrDU-Inkorporation und der quantitativen real-time RT-PCR für die Knorpelmarker Aggrecan, Kollagen Typ II und dem Entdifferenzierungsmarker Kollagen I. In vivo wurden die Knorpeldefekte an einem Kniegelenk mittels der MACT behandelt. Die unbehandelten Defekte wurden der spontanen Heilung überlassen. Die Bewertung des Therapieerfolges der besiedelten Kollagenregenerate (Gruppe 1 und 2) und der azellulären Gele (Gruppe 3) erfolgte zu drei verschiedenen Zeitpunkten (6, 12, 24 Wochen) mit dem Cartilage Repair Assessment Protocol der ICRS.

Ergebnisse: Die Transplantate mit erhöhter initialer Zelldichte zeigten in-vitro eine signifikant höhere Expression knorpelspezifischer Marker, während sich für die Regenerate der niedrigen Besiedlungsdichte stark erhöhte Zellteilungsraten dokumentieren ließen. Nach 6 Wochen Standzeit zeigten sich im Tiermodell zwischen diesen beiden Gruppen noch keine signifikanten Unterschiede nach dem Cartilage Repair Assessment Protocol der ICRS. Bei den Defektbiopsien zeigte sich mittelfristig morphologisch und histologisch ein erhöhtes Regenerationsverhalten der besiedelten Gele bei gleichzeitig erhöhter Kollagen-II Produktion, während die azellular eingebrachten Gele eine Defektauffüllung gewährleisten.

Schlussfolgerungen: Im Rahmen der matrixgestützten Knorpelzelltransplantationen zeigen die ersten Ergebnisse das bereits durchschnittlich 1,65*10e5 autologe Chondrozyten pro cm² ausreichen, um im kurzfristigen Follow-up eine gute Transplantatqualität zu gewährleisten. Die kurzfristigen in-vivo Ergebnisse aus diesem Defektmodell lassen noch keine Aussage über die klinische Relevanz der initialen Chondrozytenkonzentration zu.