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E-Modul und Diffusionskonstante zur Unterscheidung zwischen Regeneraten aus der Trochlea und gesundem Gelenkknorpel des Göttingen Minipig und die Frage nach der Wahl der Kontrollen
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Autoren
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Barbara Schneider
- Sektion experimentelle Orthopädie und Unfallchirurgie, OUZ, Medizin. Fakultät Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim , Germany
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Bei Zhou
- Institut für Allgemeine Mechanik, RWTH Aachen University, Aachen, Germany
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Gregor Reisig
- Sektion experimentelle Orthopädie und Unfallchirurgie, OUZ, Medizin. Fakultät Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim , Germany
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Andy Schuette
- Sektion experimentelle Orthopädie und Unfallchirurgie, OUZ, Medizin. Fakultät Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim , Germany
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Marcus Stoffel
- Institut für Allgemeine Mechanik, RWTH Aachen University, Aachen, Germany
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Tamara Lenz
- Statistical Consulting, Mannheim, Germany
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Markus Schwarz
- Sektion experimentelle Orthopädie und Unfallchirurgie, OUZ, Medizin. Fakultät Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim , Germany
| Veröffentlicht: | 23. Oktober 2017 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Gelenkknorpel besitzt als lastübertragendes Gewebe biomechanische Eigenschaften. Mechanische Größen sollten zeigen, ob Regenerate ähnliche Eigenschaften besitzen wie natives Gewebe. Ziel war es nach Defektsetzung und -füllung nach 24Wo und 48 Wo mit Messung des E-Moduls (E) und der Diffusionskonstante (D0) Unterschiede zu detektieren. Dazu wird die Knorpeldicke (KD) benötigt. Bezüglich des Designs ist es notwendig zu untersuchen, ob nichtoperierte Tiere als Kontrolle gebraucht werden.
Methodik: 60 Göttingen Minipig wurden in beiden Trochleae je 4 "partial thickness" Defekte (6mm Ø) standardisiert gesetzt (RP KA Az: 35-9185.81/G-6/11). Zwei Gruppen (DCC_24w, DCC_48w) erhielten chondrozytenbeladene Kollagenimplantate (Fa. Amedrix, ES, D), zwei weitere zellfreie (DC_24w, DC_48w). Bei zwei Gruppen wurden die Defekte leer belassen (DE_24w, DE_48w). 10 nicht operierte Tiere dienten als Kontrollgruppe (IC).
Von jedem Tier wurden ein osteochondraler Plug (5mm Ø) aus einem Defekt und einer aus der Kondyle als "interne" Kontrolle entnommen. Die verblindete Bestimmung von E und D0 erfolgte nach [1], die der KD mit einer Nadel, die in den Knorpel eingeführt wurde. Statistisch berechnet wurde mit SAS 9.4 mit Dunnets-Test zur Korrektur für multiples Testen; α =5%.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Sieben Tiere mussten im Versuchsverlauf ersetzt werden. Die KD der Kondylen aus der IC war höher (0,7±0,17mm; n=10) als die der Trochlea (0,57±0,22mm; n=10). Sign. unterschied sich die KD der Regenerate aus DE_24w (0,21±0.14mm (n=7) von gesundem Knorpel aus der Trochlea (IC).
E-Modul:
Die "internen" Kontrollen unterschieden sich zwischen IC (n=9) und DE_24w (n=7) sign., so dass die externen Kontrollen benutzt wurden. E lag für die Regenerate in einem Bereich von 0,25±0,18MPa (DCC_48w; n=8) bis 0,66±0,47MPa (DC_24w; n=7), der für nativen Knorpel (IC) bei 0,67±0,37MPa (n=8). Für DE_24w konnten keine Werte ermittelt werden, nach 48 Wo (DE_48w; n=5) zeigten die Spontanregenerate einen Wert von 0,34±0,17MPa. Die zellbesiedelten Scaffolds (DCC_24w; n=8: 0,42±0,26MPa und DCC_48w: 0,25±0,18MPa; n=8) zeigten niedrigere Werte gegenüber den unbesiedelten (DC_24w: 0,66±0,47MPa; n=7 und DC_48w: 0,62±0,61MPa; n=7).
D0:
Für DE_24w lagen ebenfalls keine Werte vor. Die Regenerate lagen im Bereich von 2,6±1,05 1/s (DCC_24w) bis 3,41±0,92 1/s (DC_48w), wobei der Wert für IC mit 2,55±1,45 1/s am niedrigsten war.
Die gewählte Defektgröße ist als "kritisch" zu bestätigen. Zur Beurteilung der KD empfehlen sich Kontrollen aus vergleichbaren Gelenkbereichen.
Weder E, noch D0 konnten Regenerate von gesundem Knorpel unterscheiden. Zur Beurteilung des E, sowie der D0 wird eine externe Kontrolle genutzt, da ein möglicher Einfluss des chirurg. Eingriffs auf das Knorpelgewebe nicht ausgeschlossen werden kann.
Förderung: BMBF AZ: 1315577G, 0315577F und PTJ 0315577I
