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Fragestellung: In der Orthopädie werden lokal wirksame Anästhetika (LA) regelhaft in der postoperativen Schmerztherapie (als Einmalgabe oder im Kontinuum) sowie für diagnostische Tests angewendet. Nach Anwendung von intraartikulären Schmerzpumpen sind Nebenwirkungen (Chondrolyse) aufgetreten, die schwerwiegende Gelenkschädigungen und Folgeoperationen nach sich gezogen haben [Dragoo 2004]. Aktuell wurde daraufhin in experimentellen Studien die Zytotoxizität von gängigen Lokalanästhetika auf Chondrozyten nachgewiesen [Lo 2009, Karpie 2007, Piper 2008, Chu 2008]. Für Opioide sind solche zytotoxischen Effekte auf humane Chondrozyten bisher nicht beschrieben. In der vorliegenden Studie wird die Zytotoxizität von Lokalanästhetika vom Amid-Typ und von Morphin auf humanen Gelenkknorpelzellen untersucht.

Methodik: Humane Knorpelzellen wurden im Monolayer bis zur Konfluenz kultiviert und in Alginatsbeads (1,2% Alginat, 4x10⁶ Zellen/ml) überführt (n=5). Die Zellen wurden durch Safranin O-, Alcian-Blau und Dimethylmethylenblau-Färbung sowie durch den immuncytochemischen Nachweis von Collagen II als Chondrozyten charakterisiert. Nach 16-tägiger Kultur wurden die Alginatbeads entweder mit Bupivacain 0,5%, Ropivacain 0,75% oder Morphin 0,5mg/ml bzw. der NaCl-Kontrolle für einen Zeitraum von 15, 30, 60 und 240min inkubiert, im Anschluss dreimalig mit NaCl/Medium gewaschen und für weitere 3 Tage in Medium kultiviert. Anschließend wurde die Zellvitalität im ATP-Assay gemessen (CellTiter-Glo® Lumineszenz Assay).

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse der in vitro-Untersuchungen an humanen Chondrozyten ergeben eine deutliche Rangfolge im Bezug auf die zytotoxische Potenz von LA: Bupivacain > Ropivacain > Morphin. Bupivacain als das stärkste zytotoxische Agens senkt nach 15min Inkubation die Vitalität der Zellen im Vergleich zur NaCl-Kontrolle auf 50%, nach 30min um 20%, nach 60min auf 0,2% und nach 240min sind keine vitalen Zellen mehr detektierbar. Ropivacain hat im Vergleich zu Bupivacain eine geringere zytotoxische Wirkung auf die Zellen mit 100% Vitalität nach 15min, 82% nach 30min, 70% nach 60min und 10% nach 240min Inkubation. Während die Anästhetika vom Amid-Typ einen signifikanten toxischen Effekt auf die humanen Chondrozyten ausüben, lässt sich die Zellvitalität nach Morphin-Inkubation mit der NaCl-Kontrolle vergleichen (nach 15min 90%, nach 30min 85%, nach 60min 83% und nach 240min 101%). Unsere in vitro-Daten stellen Morphin als die Substanz mit dem geringsten chondrotoxischen Potential dar. Klinische Studien müssen klären, ob sich durch die intraartikuläre Gabe von Morphin eine effiziente Analgesie erzielen lässt, um zukünftig den Gebrauch von LA vom Amidtyp im klinischen Alltag zu reduzieren.