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Fragestellung: Die Verwendung von Sehnenpräparaten als allogene Transplantate und zu biomechanischen Forschungszwecken erfordert eine Sterilisation und Tiefkühlkonservierung, die die nativen Sehneneigenschaften erhalten. Unterschiedliche Studienprotokolle erschweren die Beurteilung aktueller Forschungsergebnisse und führen zu einer kontroversen Studienlage. Ziel dieser Studie war es, den bisher nicht untersuchten Einfluss verschiedener Gefrier- und Auftautemperaturen, sowie die Schockgefrierung mit flüssigem Stickstoff als Teilprozess der Sterilisation auf die mechanischen Eigenschaften von Sehnen zu untersuchen.

Methodik: Zur Versuchsdurchführung wurden 60 Sehnen des oberflächlichen Zehenbeugers von Schweinen in 6 Gruppen eingeteilt. Die Gruppen 1-4 wurden innerhalb 12 Stunden post mortem biomechanischen Messungen unterzogen, anschließend für 7 Tage tiefgekühlt, aufgetaut und erneut getestet. Die Gruppen 1, 3, 5 und 6 wurden bei -20°C und die Gruppen 2 und 4 bei -80°C eingefroren. Der Auftauvorgang erfolgte bei den Gruppen 1 und 2 bei Raumtemperatur und bei den Gruppen 3-6 bei Körpertemperatur. Die Gruppen 5 und 6 wurden nach der Entnahme sofort tiefgefroren und lediglich nach dem Auftauen getestet. Gruppe 6 wurde vor dem Einfrieren zusätzlich schockgefroren. Die biomechanischen Messungen wurden mit Hilfe einer Material-Prüfmaschine durchgeführt und bestanden vor dem Tiefkühlvorgang aus einem Kriechtest bei 500N für 15min und einem zyklischen Test mit 500 Zyklen zwischen 100 und 500N und einer Frequenz von 0,4Hz. Die Messungen nach dem Tiefkühlvorgang wurden um einen Versagenstest mit einer Zuggeschwindigkeit von 300N/s ergänzt. Die statistische Auswertung erfolgte anhand einer einfaktoriellen ANOVA, einer Korrelation nach Pearson und einem t-Test für gepaarte und unabhängige Stichproben.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Eine Tiefkühltemperatur von -80°C erhöhte das Sekantenmodul (Gruppe 1:722,6±10,9MPa, Gruppe 2:1077,5±10,2MPa) und reduzierte die Maximaldehnung (Gruppe 1:5,5±0,1%, Gruppe 2:3,4±0,1%) beim zyklischen Test signifikant (p<0,05). Die Wahl der Auftautemperatur hatte keinen signifikanten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Präparate. Die Schockgefrierung mit flüssigem Stickstoff führte zu einer signifikanten Erhöhung der Kriechdehnung (Gruppe 3:0,9±0,5%, Gruppe 5:1,8±1,2%, Gruppe 6:4,8±1,5%, p<0,001), Reduktion der Maximaldehnung (Gruppe 5:14,1±1,9%, Gruppe 6:11,7±3,1%, p<0,05) und Erhöhung der initialen Dehnung (Gruppe 5:6,7±0,7%, Gruppe 6:7,5±1,0%, p<0,05).

Zur Tiefkühlkonservierung von Sehnen empfiehlt es sich eine Tiefkühltemperatur von -20°C und eine beliebige Auftautemperatur zu wählen. Da eine Schockgefrierung im Rahmen der Sterilisation nicht zu empfehlen ist, bedarf es diesbezüglich weiterer Studien. Obwohl eine hundertprozentige Konservierung der mechanischen Eigenschaften von Sehnen nicht gewährleistet werden kann, stellt eine Tiefkühlkonservierung bei -20°C bei beliebiger Auftautemperatur eine zufriedenstellende Methode zur längerfristigen Lagerung von Sehnen dar.