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Fragestellung: Zur Beurteilung der Regeneratqualität des Knorpels nach Behandlung eines osteochondralen Defektes im Knie stehen nur unzureichende diagnostische Messmethoden zu Verfügung. Die mechanischen Eigenschaften des Knorpelregenerates, die für eine dauerhafte Funktion entscheidend sind, können noch nicht quantitativ erfasst werden. Mit Hilfe des funktionellen MRTs kann über den Gehalt und die Verteilung des Proteoglykans im Knorpel indirekt auf seine mechanischen Eigenschaften geschlossen werden. Obwohl dieser Zusammenhang bereits in gesundem Knorpel nachgewiesen ist, wurde noch nicht untersucht, ob eine Korrelation zwischen den mechanischen Eigenschaften und dem Proteoglykangehalt aus dem funktionellen MRT im regenerierten Ersatzknorpel besteht. Dieser Nachweis ist wichtig für eine nicht-invasive, funktionelle Beurteilung der Regeneratqualität nach Behandlung osteochondraler Defekte.

Methodik: Osteochondrale Defekte (d=7,3mm; h=10mm) wurden randomisiert auf der medialen oder lateralen Seite im femoralen Kondylus von je zwei Gruppen à 6 Merinomix-Schafen (2 Jahre) gesetzt, und einseitig bis zur Höhe der subchondralen Lamelle mit unterschiedlich stabilen Poly-(D,L)-Lactid-Scaffolds versorgt. Die Standzeit der Tiere betrug 24 Wochen. Die Proteoglykandichte wurde nach Kontrastmittelgabe im funktionellen MRT über die Intensität nach dem dGEMRIC-Protokoll bestimmt. Die mechanischen Eigenschaften des knorpelähnlichen Regeneratgewebes wurden mit einer Materialprüfmaschine im standardisierten Indentation-Verfahren gemessen. Zur Beurteilung der Morphologie und des Kollagen-II-Gehalts wurden Safranin-O- und Kollagen-Färbungen durchgeführt.

Ergebnisse: Die sich nach 24 Wochen über dem ursprünglichen Scaffold gebildeten Knorpelregenerate hatten eine mechanische Kompetenz von 67% im Elastizitätsmodul, und zwischen 72% und 81% im Dynamischen Modul gegenüber gesundem Gelenkknorpel. Die Knorpelregenerate bestanden überwiegend aus einem Mischgewebe von Kollagen Typ I und II. Eine zonale Struktur ähnlich dem hyalinen Knorpels war nicht zu beobachten. Zwischen dem Anteil der Proteoglykane über die Intensitätsmessung im funktionellen MRT und den mechanischen Eigenschaften über den Eindrückversuch konnte für beide Gruppen eine gute Korrelation (R = 0,85 und R = 0,67) beobachtet werden.

Schlussfolgerungen: Die gute Korrelation zwischen dem indirekten und direkten Messverfahren zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften des Knorpels zeigt, dass im regenerierten Knorpel ein direkter Zusammenhang zwischen seinem Proteoglykangehalt und kompressiven Eigenschaften besteht. Das dGEMRIC-Verfahren würde sich somit als nicht-invasives Verfahren eignen, um quantitativ die mechanische Regeneratqualität nach Versorgung osteochondraler Defekte im Kniegelenk zu ermitteln. Über den funktionellen Zustand der regenerierten Gelenkoberfläche könnten Aussagen über die Dauerhaftigkeit und den Erfolg von Versorgungen osteochondraler Defekte gemacht werden.