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Kleine Bohrlochdurchmesser verbessern die biochemischen Eigenschaften des Reparaturknorpels nach subchondraler Anbohrung in vivo
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Autoren
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Patrick Orth
- Universitätsklinikum des Saarlandes, Zentrum für Experimentelle Orthopädie, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, Germany
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Mona Eldracher
- Universität des Saarlandes, Zentrum für Experimentelle Orthopädie, Homburg, Germany
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Dieter Kohn
- Universitätsklinikum des Saarlandes, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, Germany
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Michael Menger
- Universitätsklinikum des Saarlandes, Institut für Klinisch-Experimentelle Chirurgie, Homburg, Germany
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Magali Cucchiarini
- Universität des Saarlandes, Zentrum für Experimentelle Orthopädie, Homburg, Germany
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Henning Madry
- Universitätsklinikum des Saarlandes, Zentrum für Experimentelle Orthopädie, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg, Germany
| Veröffentlicht: | 10. Oktober 2016 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Die subchondrale Anbohrung ist eine etablierte Technik zur Behandlung kleinflächiger Knorpeldefekte. Aktuelle Daten zeigen den Vorteil kleiner gegenüber großen Bohrlochdurchmessern hinsichtlich histologischer und radiologischer Parameter der osteochondralen Reparatur [Eldracher et al.; 2014]. Diese Arbeit untersucht nun, ob der Bohrlochdurchmesser auch einen Effekt auf die biochemische Zusammensetzung des Reparaturgewebes hat und vergleicht dieses mit gesundem Knorpelgewebe.
Methodik: In der lateralen Trochlea 13 ausgewachsener Merinoschafe wurden unilateral standardisierte, vollschichtige chondrale Defekte (4 x 8 mm) erzeugt. Der entfernte Originalknorpel diente als Kontrolle. Die Defekte wurden mittels subchondraler Anbohrung (n = 6 Bohrlöcher/Defekt) unterschiedlichen Durchmessers (1,0 mm: n = 7; 1,8 mm: n = 6) behandelt. Nach Vollbelastung über 6 Monate wurden der Reparaturknorpel sowie distal dem Defekt benachbarter Knorpel gewonnen. In allen Proben (n = 39) erfolgte die Bestimmung des DNS- (Hoechst 33258) und Proteoglykangehalts (Dimethylmethylenblau). Typ I und II Kollagengehalt wurden mittels ELISA (MD Bioproducts) ermittelt. Die Indices Proteoglykan/DNS, Typ I oder II Kollagen/DNS, und Typ I/Typ II Kollagen wurden berechnet. Zum statistischen Vergleich wurden Zweistichproben-t-Test und Wilcoxon-Test verwendet (Signifikanzniveau P < 0,050), zur Korrelationsanalyse Spearmans ρ (OriginPro 8G).
Ergebnisse und Schlussfolgerung:
Vergleich der Anbohrungsgruppen: In Reparaturgewebe, Originalknorpel und benachbartem Knorpel zeigten DNS-, Proteoglykan-, Typ I und II Kollagengehalt sowie die Indices keinen signifikanten Unterschied zwischen 1,0 mm und 1,8 mm Anbohrungen (alle P > 0,050).
Vergleich mit dem Originalknorpel: Das Reparaturgewebe nach 1,0 mm Anbohrung wies einen höheren DNS- (P = 0,010) und Proteoglykangehalt (P = 0,015) auf als der Originalknorpel sowie eine 2,4-fache Steigerung des Typ II Kollagengehalts (P > 0.050). Diese Verbesserung der biochemischen Eigenschaften des Reparaturgewebes fand sich in der 1,8 mm Gruppe weder für DNS- (P = 0,072) noch für Proteoglykangehalt (P = 0,089). In beiden Gruppen bestand eine Steigerung des Typ I Kollagengehalts gegenüber dem Originalknorpel (P ≤ 0,022).
Auch der dem Defekt benachbarte Knorpel zeigte in beiden Gruppen einen gesteigerten DNS- (P ≤ 0,006), Proteoglykan- (P ≤ 0,037), und Typ I Kollagengehalt (P ≤ 0,012) im Vergleich zum Originalknorpel.
Korrelation: In beiden Behandlungsgruppen korrelierte der Proteoglykangehalt in Reparaturgewebe und benachbartem Knorpel mit DNS- (P ≤ 0.042) und Typ II Kollagengehalt (P ≤ 0.023).
Zusammenfassend weist der Reparaturknorpel nach Erzeugung kleiner Bohrlöcher eine signifikant höhere Zellzahl und Proteoglykangehalt verglichen mit dem Originalknorpel auf. Wenngleich sich dieser Effekt im direkten Vergleich der Behandlungsgruppen nicht widerspiegelt, bestätigt dies dennoch eine auf der Ebene wesentlicher biochemischer Parameter verbesserte Knorpelreparatur durch kleinere Bohrlochdurchmesser.
