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Fragestellung: Die histologischen, biochemischen, oder biomechanischen Eigenschaften des gesunden Gelenkknorpels variieren zwischen verschiedenen Regionen im Schafknie. Diese topographischen Differenzen können einen Vergleich der Knorpelreparatur zwischen unterschiedlichen anatomischen Regionen potentiell erschweren. Bislang hat keine Studie die Reparatur zweier klinisch relevanter Knorpeldefektmodellen zwischen Kondyle und Trochlea mittels makroskopischer, histologischer und biochemischer Analysen verglichen.

Methodik: In den Kniegelenken von Merinoschafen (Körpergewicht 72 ± 18 kg) wurden gleichzeitig sowohl in der Belastungszone der medialen Femurkondyle als auch auf der lateralen Facette der trochlea femoris standardisiert entweder zylindrische osteochondrale Defekte (Durchmesser 3,2 mm; Tiefe 5,0 mm; n = 7) oder rechteckige chondrale Läsionen (4 x 8 mm; n = 7) erzeugt. Die chondralen Defekte wurden zusätzlich subchondral angebohrt (Bohrlöcher 1,0 x 10,0 mm). Nach 6 Monaten wurde die Knorpelreparatur anhand etablierter inverser Bewertungssysteme makroskopisch [Goebel et al., OAC 2012] und histologisch [Sellers et al., JBJS Am 1997] nach Safranin-O Färbung evaluiert. Degenerative Veränderungen im angrenzenden Gelenkknorpel wurden histologisch [Little et al., OAC 2010] und der DNA- und Proteoglykan-Gehalt der Reparaturgewebe mittels Hoechst 33258 und Dimethylmethylenblau Verfahren bestimmt. Die Knorpelreparatur wurde intra-individuell zwischen Kondyle und Trochlea (Wilcoxon Test) und inter-individuell zwischen chondralen und osteochondralen Defekten (Mann-Whitney U Test) verglichen (Signifikanzniveau P < 0,05).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Unabhängig von der Art des Knorpeldefekts waren sowohl der makroskopische (chondral: 8,14 ± 3,13 versus 12,89 ± 2,20: P = 0,02; osteochondral: 9,91 ± 3,88 versus 14,03 ± 2,81: P = 0,11) als auch der histologische (chondral: 20,00 ± 4,08 versus 25,60 ± 3,57: P = 0,02; osteochondral: 21,81 ± 3,07 versus 24,46 ± 2,58: P < 0,05) Aspekt der Knorpelreparatur an der Trochlea verbessert gegenüber der Femurkondyle. An beiden topographischen Lokalisationen induzierten osteochondrale Defekte signifikant schwerwiegendere degenerative Veränderungen im angrenzenden Knorpel als chondrale Läsionen (Kondyle: 19,57 ± 3,64 versus 12,48 ± 2,62: P < 0,01; Trochlea: 15,67 ± 4,31 versus 10,72 ± 2,34; P = 0,02). Die Konzentration von DNA (0,32 ± 0,26 versus 0,11 ± 0,06 ng/µg: P < 0,05) und Proteoglykanen (0,41 ± 0,31 versus 0,04 ± 0,02 µg/µg; P = 0,02) war in den Reparaturgeweben chondraler Defekte an der Kondyle höher als an der Trochlea, variierte jedoch bei osteochondralen Defekten nicht zwischen Trochlea und Kondyle (beide P > 0,06).

Zusammenfassend zeigen diese Daten, dass die topographische Lokalisation eines Knorpeldefekts seine Reparatur auf makroskopischer, histologischer und biochemischer Ebene maßgeblich beeinflusst. Daraus folgt die unbedingte Notwendigkeit zur getrennten Analyse der Knorpelreparatur unterschiedlicher Gelenksregionen in präklinischen Studien am Schafmodell.