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Fragestellung: Trotz der Fortschritte auf dem Gebiet der Knorpelregeneration stellt die Behandlung fokaler chondraler Läsionen eine Herausforderung im klinischen Alltag dar. Eine mögliche Ursache für die unzureichende biomechanische und biochemische Qualität des Regenerationsgewebes ist die fehlende Wiederherstellung der verschiedenen Schichten des natürlichen Gelenkknorpels.

Ziel dieser Studie war die Entwicklung eines zonalen Konstrukts zur Therapie eines Knorpelschadens, um festzustellen, ob hierdurch, verglichen mit einem nicht zonalen Konstrukt, eine bessere Knorpelregeneration hervorgerufen werden kann.

Methodik: Zur Beantwortung dieser Fragestellung wurden Hydrogel-gefüllte Polycaprolacton (PCL)-Konstrukte, bestehend aus einer mit Chondrozyten besiedelten oberen Schicht, welche den hyalinen Knorpel bilden soll, sowie einer mit mesenchymale Stromazellen (MSC) besiedelten unteren Schicht, welche den kalzifizierten Knorpel bilden soll, verwendet. Diese wurden in einen 6mm großen oberflächlich osteochondralen Defekt der Trochlea im Minipig eingesetzt und mit nicht-zonalen Konstrukten mit Chondrozyten sowie unbehandelten Defekten verglichen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Zonale und nicht-zonale Konstrukte zeigten eine vergleichbare Härte bei Implantation und keine sichtbaren Anzeichen für Inflammation bei Explantation. 6 Monate nach Implantation zeigten sich, verglichen mit der Kontroll-Gruppe, signifikante subchondrale Osteolysen in beiden Interventionsgruppen. Bei Explantation waren PCL-Konstrukte sowie einige Hydrogel-Reste nachweisbar, jedoch deutlich in den subchondralen Knochen disloziert. Beide Interventionsgruppen zeigten trotz hoher Heterogenität einen signifikant niedrigeren modifizierten O'Driscoll-Score im Vergleich zu den leeren Kontrolldefekten.

Im Gegensatz zu anderen Studien konnte somit kein Vorteil von zweischichtigen Konstrukten nachgewiesen werden. Trotz der vielversprechenden in vitro Ergebnisse der verwendeten Konstrukte kam es durch die Belastung in vivo zu einer Knochenerosion und Verlagerung des Konstruktes in den subchondralen Knochen. Dies verdeutlicht die Schwierigkeiten im Transfer von vielversprechenden in vitro Ergebnissen in ein geeignetes in vivo Modell. Da auch in den Kontrolldefekten subchondrale Osteolysen beobachtet wurden, sollte die µCT-Analyse, insbesondere im Hinblick auf eine zukünftige klinische Anwendung, regelmäßiger Bestandteil von in vivo Experimenten im Bereich der chondralen und osteochondralen Knorpelregeneration sein.