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Fragestellung: Der Erfolg einer Rotatorenmanschettenrekonstruktion ist entscheidend limitiert durch den Grad der Muskelatrophie und der fettigen Infiltration. In der vorliegenden Studie wurde untersucht, ob die fettige Infiltration durch die Injektion autologer mesenchymaler Stammzellen (MSZ) in das betroffene Areal verringert werden kann bzw. ob eine Augmentation des Muskels durch MSZs möglich ist. Zur Identifizierung der injizierten MSZ wurden diese mit Eisenoxid-Partikeln (VSOP: very small superparamagnetic iron oxide particles) markiert.

Methodik: In einem etablierten Rotatorenmanschetten-Defektmodell (RM) des Kaninchens (n=14) wurde bei einer ersten Operation ein RM-Defekt im Bereich des M. supraspinatus (SSP) erzeugt und gleichzeitig Knochenmarkaspirat aus den Darmbeinschaufeln gewonnen. Nach einem etablierten Protokoll wurden MSZ isoliert, kultiviert und mit VSOPs markiert. Nach Ausbildung einer fettigen Atrophie (9 Wochen) wurde die Rotatorenmanschette rekonstruiert und die markierten MSZ bei der Hälfte der Tiere in den SSP injiziert. Sechs Wochen später wurden die Tiere geopfert und die fettige Atrophie der Rotatorenmanschette histologisch (Berliner Blau Färbung, HE- und Ölrot-Färbung) bzw. histomorphometrisch untersucht. Zu verschiedenen Zeitpunkten (vor, eine Woche und 9 Wochen nach Defektsetzung bzw. 3 und 6 Wochen nach Rekonstruktion) wurden MRT-Darstellungen der Rotatorenmanschette aufgenommen und das Ausmaß der fettigen Infiltration bestimmt (1,5 T Ganzkörperscanner, 2D Multislice FLASH und TSE- Bilder).

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Neun Wochen nach der Defektsetzung zeigte sich kernspintomographisch eine deutlich fettige Atrophie des SSP. Sechs Wochen nach der Rekonstruktion des SSP wurden die Tiere geopfert. Die quantitative, histomorphometrische Auswertung für die rekonstruierten SSP-Muskeln ohne Stammzellaugmentation zeigte einen Fettanteil von 13,0 ± 8,4% (n = 5; m = 45). Die rekonstruierten SSP-Muskeln mit injizierten MSZ wiesen einen Fettanteil von 6,5±5,8% (n=8; m=72) auf. Im Vergleich dazu ergab sich für die nicht operierten Kontrollmuskel einen Fettanteil von 3,6±2,5% (n=12; m=117).

Die injizierten, VSOP-markierten MSZ konnten histologisch im SSP nachgewiesen werden. Sechs Wochen nach RM-Rekonstruktion (SSP) zeigte sich im Kaninchenmodell durch die Injektion von MSZ in die fettig infiltrierte Rotatorenmanschette ein signifikant reduzierter Fettanteil im Vergleich zur Kontrollgruppe. Weitere Studien sollen zeigen, ob dadurch eine Funktionsverbesserung erzielt werden kann und ob die Ergebnisse auf den Menschen übertragbar sind.