Artikel
Histologische und biomechanische Untersuchung des frühen Bandremodeling freier mit 34 kGy Electron Beam sterilisierter allogener Sehnentransplantate nach Kreuzbandersatz am Schafsmodell
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Autoren
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T. Schmidt
- Charité, Universitätsmedizin Berlin, Sport Medizin und Arthroskopie, Centrum für Muskuloskeletale, Berlin, Germany
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A. Hoburg
- Charité - Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Orthopädie, Centrum für Musculoskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
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A. Pruss
- Campus Charité Virchow-Kliniken, Abteilung Transfusionsmedizin, Gewebebank, Berlin, Germany
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M.D. Smith
- Deutsches Institut für Zell- und Gewebeersatz (DIZG), Berlin, Germany
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U. Gohs
- Leibniz Institute of Polymer Research, Processing Department, Dresden, Germany
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S. Scheffler
- COPV Chirurgisch Orthopädischer Praxisverbund, Berlin, Germany
| Veröffentlicht: | 18. Oktober 2011 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Die sichere Anwendung allogener Weichteiltransplantate erfordert ein effektives Sterilisationsverfahren, dass die biologischen Eigenschaften der Transplantate unbeeinträchtigt lässt. Electron Beam zeigte in eigenen in vitro Studien einen deutlich geringeren Einfluss auf die Biomechanik humaner Patellarsehnen im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren (Gammabestrahlung). Daher sollte diese Studie den Einfluss des Electron-Beam Sterilisationsverfahrens auf die mechanischen Eigenschaften sowie den Bandumbau freier allogener Sehnentransplantate nach Kreuzbandersatz in vivo aufklären.
Methodik: Untersuchung von mit 34 kGy Electron Beam sterilisierten Allografts (Ebeams, n=18) 6 und 12 Wochen nach Kreuzbandersatz im Schafsmodell. Als Kontrollgruppen dienten die Ergebnisse von unsterilisierten Allografts (Allografts) und Autografts (je n=18) einer Vorstudie mit identischer OP- Technik und Studiendesign. Nach biomechanischer Testung und Ermittlung der Steifigkeit und Versagenslast wurden die Proben histologisch aufgearbeitet. Anhand von Übersichts-(HE, MG) und immunhistologischen Färbungen erfolgte eine Quantifizierung von Zellzahl, Gefäßdichte (Faktor VIII) und Myofibroblastendichte (alpha smooth muscle actin). Statistik: Man-Whitney-U-Test, Bonferroni- Holm-Korrektur.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die biomechanische Testung ergab eine verminderte Steifigkeit und Versagenslast der Ebeams im Vergleich zu Allografts und Autografts zu beiden Zeitpunkten. Von 6 nach 12 Wochen nahm die Steifigkeit und Versagenslast der Ebeams ab, wohingegen die Werte in den anderen Gruppen anstiegen. Zum 12-Wochenzeitpunkt waren Steifigkeit und Versagenslast der Ebeams signifikant niedriger als bei Allografts (p=0,033;0,036) und Autografts (p=0,024; 0,027). Alle Gruppen zeigten einen signifikanten Anstieg der Zelldichte von 6 nach 12 Wochen (p<0,01; 0,036), sowie einen Anstieg der Myofibroblastendichte, der bei den Ebeams signifikant war (p<0,01). Nach 12 Wochen zeigten die Ebeams eine doppelte Zelldichte sowie eine signifikant erhöhte Myofibroblastendichte (p<0,01) im Vergleich zu Allografts sowie deutlich erhöhte Werte im Vergleich zu Autografts. Die Gefäßdichte stieg in allen Gruppen von 6 nach 12 Wochen an. Sie war in den Ebeams zu beiden Zeitpunkten gegenüber den anderen Gruppen erhöht, wobei der Unterschied zu den Allografts besonders deutlich war. Die Electron Beam behandelten Transplantate zeigten ein verstärktes zelluläres Remodeling sowie eine erhöhte Vaskularisierung. Dies war verbunden mit einer Verminderung der biomechanischen Eigenschaften. Das Electron Beam Sterilisationsverfahren kann somit in dieser Art nicht zur terminalen Sterilisation freier allogener Kreuzbandtransplantate empfohlen werden. In vitro Analysen zu einer modifizierten, fraktionierten Anwendung des Verfahrens zeigten jedoch deutlich bessere Ergebnisse, die in zukünftigen in vivo Studien weiter modifiziert werden sollten.
