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Fragestellung: Knorpelverletzungen führen zu einer posttraumatischen Arthrose. Auf der Basis von in vitro Experimenten erschließen sich zunehmend molekulare Mechanismen, die zur Chondrozyten-Apoptose, Entzündungsreaktion und enzymatischen Degradation der Knorpelmatrix führen. In den letzten Jahren wurden darauf basierend neue therapeutische Strategien beschrieben, die in geeigneten Tiermodellen getestet werden müssen. Gelenkverletzungen sind zudem häufig mit einem Hämarthros assoziiert. Wir haben deshalb ein neues Knorpeltraumamodell, das zusätzliche Effekte eines Hämarthros erfasst, etabliert und charakterisiert.

Methodik: Für die biomechanisch definierte, offene Traumatisierung der Hauptbelastungszone beider Femurkondylen (1,0J) von adulten Kaninchen wurde eine pistolenähnliche Traumatisierungsapparatur entwickelt, die extraartikulär über einen transcortikalen Splint verankert wird. 24 Versuchstiere wurden 4 Gruppen (Negativkontrolle (NK), Arthrotomie ohne (A), mit Traumatisierung (AT) und Traumatisierung mit Hämarthros (ATH)) zugeordnet. Die Probengewinnung (Femurkondylen, Synovialflüssigkeit (SF)) erfolgte 1 Woche und 12 Wochen nach Trauma (jeweils n=6). Am Knorpel führten wir eine Dickenbestimmung und Histologie (Safranin-O, HE) mit Untersuchung des histologischen Mankin-Scores und statistischer Auswertung (ANOVA), in der SF eine PGE2-Bestimmung (ELISA) und mit den Femurkondylen eine Osteodensitometrie durch.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Histologisch kam im traumatisierten Knorpelbereich bei den 1- und 12-Wochen Tieren der AT- und ATH-Gruppe eine aufgelockerte Matrix, chondrale Fissurierung sowie ein Verlust an Proteoglykanen zur Darstellung, während bei den 12-Wochen Tieren zudem ein deutlich reduzierter Zellgehalt vorlag. Die ANOVA-Auswertung des Mankin-Scores zeigte bei den 12-Wochen Tieren einen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den nicht traumatisierten und traumatisierten Gruppen (NK: 0,5 ±0,29, A: 2,7±0,77, AT: 9,38±0,77, ATH: 9,1±0,43; MW±SEM). Der PGE2-Gehalt der Synovialflüssigkeit war 1 Woche nach Intervention in den Gruppen A, AT und ATH im Mittel erhöht (NK: 0,07±0,05; A: 1,03±0,5; AT: 1,4±0,73; ATH: 2,0±1,4; MW±SEM in ng/ml). Nach 12 Wochen war der PGE2-Gehalt bei der A-Gruppe vollständig rückläufig, während er bei den Gruppen AT und ATH nicht auf Basalwerte absank (NK: 0,03±0,03; A: 0,05±0,03; AT: 0,64±0,61; ATH: 0,38±0,38; MW±SEM in ng/ml). Nach 12 Wochen zeigte der Knorpel den stärksten Höhenverlust bei der ATH-Gruppe (NK: 0,17±0,02; A: 0,17±0,03; AT: 0,15±0,07; ATH: 0,09±0,03; MW±SEM in mm). Die subchondrale Osteodensitometrie ergab im Gruppenvergleich keine signifikanten Unterschiede.

Das beschriebene Knorpeltraumamodell an adulten Kaninchen führte zu typischen morphologischen Veränderungen sowie zu einer anhaltenden Inflammationsreaktion. Es ist aufgrund der einfachen Bedien- und Sterilisierbarkeit der Traumatisierungsapparatur gut für in vivo-Studien geeignet. Dies eröffnet die Möglichkeit, neue therapeutische Strategien für das Knorpeltrauma in vivo zu testen.