gms | German Medical Science

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2018)

23.10. - 26.10.2018, Berlin

Scaffoldarchitektur als relevanter Parameter der Knorpelregeneration im Tierdefektmodell

Meeting Abstract

  • presenting/speaker David Grevenstein - Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie Uniklinik Köln, Köln, Germany
  • Volker Schmitt - Klinik für Kardiologie Universitätsklinik Mainz, Mainz, Germany
  • Rolf Zehbe - Institute of Materials Science and Technologies, Berlin, Germany
  • Christoph Brochhausen - Institut für Pathologie Universitätsklinik Regensburg, Regensburg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2018). Berlin, 23.-26.10.2018. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2018. DocPT19-130

doi: 10.3205/18dkou694, urn:nbn:de:0183-18dkou6944

Veröffentlicht: 6. November 2018

© 2018 Grevenstein et al.
Dieser Artikel ist ein Open-Access-Artikel und steht unter den Lizenzbedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 License (Namensnennung). Lizenz-Angaben siehe http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.


Gliederung

Text

Fragestellung: Die Regenerationsfähigkeit von hyalinem Gelenkknorpel ist hochgradig limitiert, weshalb traumatische Knorpelläsionen einen Risikofaktor für die frühzeitige Entwicklung einer Arthrose darstellen. Zur Lösung dieses Problems, stehen Tissue-Engineering-basierte Therapiestrategien zur Verfügung, jedoch ist keines, mit Ausnahme der ACT (autologe Chondrozyten-transplantation), in der Lage, klinisch regelhaft zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen. Hyaliner Gelenkknorpel ist eine morphologisch hochgradig organisierte Struktur. Wir entwickelten in einer vorangehenden Studie ein gelatinebasiertes Scaffold, welches die Faserorientierung in der mittleren Zone des Gelenkknorpels nachahmt. Dies testeten wir nun mit dem Ziel, die Performance der Mikrofrakturierung zu verbessern.

Methodik: In der prospektiven Studie wurden an 10 Ziegen jeweils an der medialen und lateralen Femurkondyle standardisierte Punch-Defekte (7x3 mm) gesetzt. Die Defekte wurden nach Randomisierung entweder mit einer alleinigen Mikrofrakturierung oder einer Kombination aus Mikrofrakturierung und zusätzlicher Implantation des genannten Scaffolds therapiert. Drei und sechs Monate postoperativ wurden die Defekte explantiert und sowohl histologisch (HE) als immunhistologisch (Anti Kollagen II) untersucht. Im Anschluss erfolgte die Auswertung hinsichtlich der Gefäßzahl/ high-power field (hpf) und der Kollagen II Expression. (0 = keine Färbung der Läsion, 0-1= maximal 10% gefärbt, 1 = 10-50% gefärbt, 2 = 50-100% gefärbt).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Drei Monate postoperativ waren in der Scaffold-Gruppe im Median 3,3 Gefäße/hpf und 4,8 Gefäße/hpf in der Non-Scaffold Gruppe zu finden. In der Kollagen II- Bewertung erreichte die Scaffold-Gruppe im Median 1,13 Punkte, die Non-Scaffold Gruppe 0,68.

Nach 6 Monaten waren in der Scaffold-Gruppe im Durchschnitt 3,4 Gefäße/hpf zu sehen, in der Non-Scaffold Gruppe 3,1 Gefäße/hpf. Hinsichtlich der Kollagen II Expression nach 3 Monaten erreichte die Scaffold Gruppe einen Durchschnittswert von 1,09, die Non-Scaffold Gruppe 0,52. Auch hier schnitt die Kontrollgruppe nach 6 Monaten mit 0,8 zu 0,48 gegenüber der Scaffoldgruppe besser ab.

Nach drei Monaten zeigte sich in der Scaffold-Gruppe eine der Kontrollgruppe überlegene Knorpelregeneration. Es zeigte sich eine geringere Vaskularisierung und ein höherer Gehalt an Kollagen II. Gründe hierfür könnten eine suffizientere Drainage des Blutes durch das Scaffold sein. Der höhere Anteil an Kollagen II könnte durch die Faserausrichtung des Scaffolds erklärbar sein, welche möglicherweise eine bessere Differenzierung der einwandernden Zellen fördert. Nach sechs Monaten zeigte sich kein Benefit in der Scaffold-Gruppe. Möglicherweise bietet das Scaffold die vorteilhaften Eigenschaften nur über einen zu kurzen Zeitraum, da die Gelatine im Verlauf resorbiert wird.