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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013)

22.10. - 25.10.2013, Berlin

Fraktionierte Electron Beam Bestrahlung: Ein alternatives Sterilisationsverfahren für allogene Kreuzbandtransplantate?

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Tanja Schmidt - Charite Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
  • Arnd Hoburg - Charité Universitätsmedizin Berlin, Sport Medizin und Arthroskopie, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • Jan-Hendrik Grotewohl - Charite Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
  • Axel Pruss - Charité, Universitätsmedizin Berlin, Institut für Transfusionsmedizin -Gewebebank, Berlin, Germany
  • Uwe Gohs - Leibniz Institut für Polymerforschung, Dresden, Germany
  • Mark Smith - Deutsches Institut für Zell- und Gewebeersatz (DIZG), Berlin, Germany
  • Sven Scheffler - COPV Chirurgisch Orthopädischer Praxisverbund Berlin, Berlin, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013). Berlin, 22.-25.10.2013. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2013. DocWI59-663

doi: 10.3205/13dkou447, urn:nbn:de:0183-13dkou4477

Published: October 23, 2013

© 2013 Schmidt et al.
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Fragestellung: Der Einsatz unsterilisierter allogener Sehnentransplantate ist trotz vielfältiger Indikationen in den deutschsprachingen EU-Ländern aufgrund strikter gesetzlicher Regelungen auf Einzelfälle limitiert. Die Entwicklung eines sicheren, die Materialeigenschaften der Transplantate konservierenden Sterilisationsverfahrens würde einen flächendeckenden Einsatz allogener Transplantate ermöglichen. Unsere Arbeitsgruppe konnte zeigen, dass eine fraktionierte Electron Beam (FEbeam) Bestrahlung mit mehreren kleinen Einzeldosen (10x3,4kGy) im Gegensatz zur einmaligen Bestrahlung mit einer hohen Dosis (1x34kGy) initial keinen Einfluss auf die mechanische Integrität humaner Patellarsehnen hat und eine suffiziente Virusinaktivierung garantiert. Die vorliegende in vivo Studie sollte die biomechanischen Eigenschaften von 8x3,4kGy FEbeam bestrahlten Sehnentransplantaten während des frühen Bandremodelings untersuchen und somit die Eignung der FEbeam Bestrahlung als terminales Sterilisationsverfahren prüfen.

Methodik: 16 adulte, weibliche Merino-Mixschafe erhielten einen Kreuzbandersatz mit einem 8x3,4 kGy FEbeam sterilisierten Transplantat. Nach 6 und 12 Wochen erfolgte die Tötung von je 8 Tieren und die biomechanische Testung der Kniegelenke zu Ermittlung der AP-Laxizität unter zyklischer submaximaler Belastung, sowie der Steifigkeit und maximalen Versagenslast im Ausrißversuch. Als Kontrollen dienten die Ergebnisse von fresh frozen Allografts (FFA) sowie 1x34kGy Ebeam bestrahlten Sehnen aus vorangegangenen Studien.

Die statistische Auswertung erfolgte mittels Man Whitney U Test und Bonferroni-Holm Korrektur. Das Signifikanzniveau wurde auf p ≤ 0,05 festgelegt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die FEbeam Sehnen versagten zu einem Großteil schon vorzeitig (6Wo:5/8,12Wo:7/8) während der zyklischen Tests so dass die maximale Versagenslast nicht ermittelt werden konnte.

Beide Ebeam- Gruppen zeigten eine signifikant verminderte Steifigkeit im Vergleich zu FFA (6Wo: 47,90N/mm; 12 Wo:48,50N/mm) nach 6 und 12 Wochen (FEbeam p ≤ 0,008; 0,0001, SEbeam p ≤ 0,018, 0,007). Die FEbeam Sehnen (6Wo:14,54N/mm, 12Wo:14,69N/mm) zeigten zusätzlich zu beiden Zeitpunkten eine signifikant verminderte Steifigkeit im Vergleich zu SEbeam Sehnen (p ≤ 0,05; 0,044, 6Wo:22,38N/mm; 12Wo:20,37N/mm).

Die AP-Laxizität der FEbeam Sehnen war nach 6 Wochen im Vergleich zu beiden Kontrollen signifikant schlechter (p ≤ 0,04, 0,009; 24,05mm FEbeam vs. 14,26mm SEbeam und vs. 6,6mm FFA).

Obwohl es in unseren in vitro Studien zu keiner initialen Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften durch die FEbeam-Bestrahlung kam, zeigte sich eine signifikante Verminderung der mechanischen Eigenschaften der Transplantate während des frühen Remodeling. Dies könnte klinisch erhöhte Versagerraten zur Folge haben. Das Electron Beam Bestrahlungsverfahren kann somit weder als Standard noch als fraktioniertes Verfahren zur terminalen Sterilisation freier allogener Kreuzbandtransplantate empfohlen werden.