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Fragestellung: Zur Verbesserung der Regeneration osteochondraler Defekte wurden biomimetische biphasische Implantate mit interkonnektierenden Poren im laserassoziierten 3D-Druckverfahren hergestellt und nach gründlicher in vitro Überprüfung in einem experimentellen ovinen Großtiermodell eingesetzt. Die Implantate bestanden aus den biodegradierbaren Polymeren Polyamid-ε-Caprolacton (ACM) und Poly-((D,L)-Lactid-ε-Caprolacton)-dimethacrylat (LCM). Zusätzlich wurden sie mit einem biologischen, hochreinen Kollagen I Hydrogel zur Steigerung der zellulären Migration gefüllt. Ziel der vorliegenden Studie war es, die knöcherne Integration sowie Degradation der Osteophase sowie den Einfluss der Degradationsprodukte auf die Lymphknoten zu analysieren.

Methodik: Jeweils 2 identische Scaffolds (10 mm Höhe, 7 mm Durchmesser) wurden in die mediale Kondyle und proximal des Patellagleitlagers in das Femur weiblicher, adulter Schafe eingebracht (n=5 je Gruppe). Nach 3 Monaten wurden die Schafe euthanasiert, das distale Femur und die Nll. subiliacus der ipsi- und contralateralen Seite entnommen. Nach Erstellung histologischer Schnitte sowie histologischer, immun- und enzymhistochemischer Färbungen erfolgte eine histomorphometrische Quantifizierung. Zusätzlich wurden die Proben der Lymphknoten molekularbiologisch aufgearbeitet. Abschließend wurde eine statistische Analyse mit Kruskal-Wallis und Mann-Whitney-Test (Software SPSS V28) durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: In alle Poren der Osteophase war Gewebe eingewachsen, das teilweise bereits mineralisierte Knochenmatrix sowie Gefäße enthielt. In den LCM Scaffolds wurden signifikant mehr eNOS-immunpositive Gefäße detektiert, bei denen es sich eher um kleinere Gefäße und Kapillaren handelte (p<0,05). Die ACM-Implantate wiesen vermehrt größere Gefäße auf, die bereits über eine ASMA-immunpositive Tunica media verfügten (p<0,01). Bei den für die Degradation entscheidenden Osteoklasten wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den Scaffolds nachgewiesen. Bei den regionalen Lymphknoten wurde nach Implantation der ACM Scaffolds eine signifikante Reduktion der Größe der T-Zell positiven Region festgestellt (p<0,01), was auf eine Reduktion der Abwehrreaktion schließen lässt. Das ist derzeit noch zu hinterfragen, da ein signifikanter Anstieg der Makrophagen, der zellulären Proliferation sowie der Expression proinflammatorischer Marker bei Verwendung der ACM-Implantate gemessen wurde.

Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse ein gutes Einheilverhalten der Implantate in den subchondralen Knochen, keine überschießende Degradation sowie eine moderate Reaktion der Lymphknoten, die in zukünftigen Untersuchungen detaillierter analysiert werden soll. Generell scheinen die Scaffolds für den Einsatz bei osteochondralen Defekten geeignet zu sein.

Gefördert durch BMBF FKZ13XP5089.