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Wie gut korrelieren die Ergebnisse kontrastverstärkter MRT am lebenden Kaninchen mit dem makroskopischen und mikroskopischen Befund von pathologischen Veränderungen im Kniegelenk nach operativ induzierter Osteoarthrose (OA)?

An einem 7,1 T Magneten (Bruker, Karlsruhe) wurden in vivo MRT-Untersuchungen an 12 Kaninchen vor und 2, 4, und 8 Wochen nach einseitiger medialer Meniskektomie (ME) n = 6, Durchtrennung des vorderen Kreuzbandes (ACLT) n = 4 bzw. sham-Operation n = 2 durchgeführt. Gradientenechoaufnahmen wurden nach i.v. Kontrastmittelapplikation (0,5 M Magnevist, 0,5 ml/kg) mit einer speziellen Oberflächenspule simultan von beiden Kniegelenken gemacht (2D: TR 200 ms, TE 6,7 ms, Flipwinkel 50°, FOV 3,5x7 cm, 6 Schichten mit 1 mm Dicke und 512² Pixel mit 68x138 µm; 3D: TR 25 ms, TE 4,8 ms, Flipwinkel 60°, FOV 6x7x3 cm, 256x256x128 Voxel mit 234x273x234 µm). MRT-Gelenkmorphologie und Veränderungen der Signalintensität der Knorpelschicht des Tibiaplateaus wurden erfasst. Nach Dissektion wurden makroskopische Veränderungen der Kniegelenke fotografisch dokumentiert und anhand eines Scores bewertet. Der Knorpel der Tibiaplateaus wurde histologisch aufgearbeitet (Hämatoxylin-Eosin, Safranin O) und mit einem modifizierten Mankin-Score beurteilt.

Vor OA-Induktion unterschieden sich die Kniegelenke im MRT-Bild nicht. 2 Wochen post op wurden Schwellungen und ausgeprägte Gelenkergüsse in allen operierten Gelenken beobachtet. Die entzündlichen Veränderungen klangen mit zunehmender Zeit post op ab und waren in den nichtoperierten Kontrollgelenken zu keinem Zeitpunkt erkennbar. Sham-operierte Kaninchen zeigten keine weiteren morphologischen Veränderungen. In guter Übereinstimmung mit dem makroskopische und histologischen Befund wurden 4 und 8 Wochen nach ME und ACLT Osteophytenbildung und bei einigen ACLT-Kaninchen die Zerstörung des medialen Meniskus detektiert. Lokal begrenzte Fibrillationen der Knorpeloberfläche des Tibiaplateaus waren im MRT nicht sicher erkennbar. Die Signalintensitätsverteilung im Tibiaknorpel in den T1-gewichteten MRT-Aufnahmen war vor OA-Induktion medial und lateral, sowie in den kontralateralen Kniegelenken gleich und homogen. Schon 2 Wochen post op waren die mittlere und max. Signalintensität der Knorpelschicht bzgl. der nicht-operierten Kniegelenke signifikant erhöht. Histologisch sichtbare Proteoglykanverluste und die beginnende Zerstörung des Kollagennetzwerkes begünstigen das Eindringen von Kontrastmittel und resultieren in einer Änderung des Signalverhaltens in T1-gewichteten MRT-Aufnahmen. Sham-operierte Gelenke zeigten keine Signalveränderungen gegenüber den kontralateralen Knien.

Mit kontrastverstärkter MRT können am lebenden Kaninchen nichtinvasiv und kontinuierlich fortgeschrittene morphologische Veränderungen operativ induzierter OA qualitativ beurteilt sowie früheste pathologische Veränderungen der Knorpelzusammensetzung quantitativ erfasst werden.