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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013)

22.10. - 25.10.2013, Berlin

Osteochondrale Knorpeldefektreparatur mittels autologer orthotoper und heterotoper aurikulärer Chondrozyten im Kaninchenmodell

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Anke Lohan - Charité-Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany
  • Ulrike Marzahn - Charité-Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany
  • Karym El Sayed - Charité-Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany
  • Andreas Haisch - Charité-Universitätsmedizin Berlin, Hals-Nasen-Ohren-Kliniken, Berlin, Germany
  • Riccarda Müller - Charité-Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany
  • Wolfgang Ertel - Charité-Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany
  • Thilo John - DRK-Kliniken Berlin Westend, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany
  • Gundula Schulze-Tanzil - Charité-Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Berlin, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013). Berlin, 22.-25.10.2013. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2013. DocGR15-84

doi: 10.3205/13dkou511, urn:nbn:de:0183-13dkou5116

Published: October 23, 2013

© 2013 Lohan et al.
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Text

Fragestellung: Verletzter Knorpel besitzt nur eine geringe intrinsische Heilungskapazität. Die Matrix-assoziierte autologe Chondrozyten-Implantation (MACI) stellt eine Strategie zur Abdeckung von Knorpelschäden dar. Diese Methode wird jedoch durch die benötigte Menge an autologen Chondrozyten begrenzt. In der Studie wurde überprüft, ob die Implantation von nicht-artikulären (heterotopen) Chondrozyten einen alternativen Ansatz zur Reparatur des Gelenkknorpels darstellen könnte. Hierfür wurde die Heilung osteochondraler Defekte im Kniegelenk des Kaninchen nach Implantation von autologen Ohrchondrozyten (aurikulär) im Vergleich zu Gelenkchondrozyten (artikulär) analysiert.

Methodik: Autologe lapine artikuläre und aurikuläre Chondrozyten wurden für drei Wochen auf biodegradierbarem Biomaterial (PGA: Polyglykolsäure) in vitro kultiviert, bevor sie in osteochondrale Defekte ins femoropatellare Gleitlager des Kniegelenks von Kaninchen press-fit implantiert wurden. Unbesiedelte, Zell-freie PGA-Scaffolds und unbehandelte Leerdefekte dienten als Kontrollen. Die Reparatur der osteochondralen Defekte wurde 6 und 12 Wochen nach Scaffold-Implantation makroskopisch, histologisch und immunhistologisch mit Hilfe eines Score-Systems modifiziert nach O´Driscoll analysiert. Für die Beurteilung des dominanten Ersatzgewebes wurden HE-Färbungen sowie Alcianblau-Färbungen zur Bestimmung des Proteoglykangehaltes im Defekt durchgeführt. Immunhistologisch wurde knorpelspezifisches Kollagen Typ II und unspezifisches Kollagen Typ I in der Menge und Verteilung verifiziert. Die Daten wurden mittels ungepaartem Student-t-Test analysiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Makroskopisch konnte eine Defektfüllung in allen Versuchsgruppen zu beiden Zeitpunkten (6 und 12 Wochen) beobachtet werden, wobei jedoch die unbehandelten Leerdefekte ein Potential zur Selbstheilung zeigten. Die mit aurikulären Chondrozyten besiedelten Scaffolds führten zu makroskopisch schlechteren Defektfüllungen als die artikulären Chondrozyten und die unbehandelten Leerdefekte. Auf histologischer Ebene wiesen die mit autologen artikulären Chondrozyten besiedelten PGA-Konstrukte 6 Wochen nach Implantation eine signifikant bessere Knorpelreparatur im Vergleich zu den unbehandelten Leerdefekten auf. Hingegen erzielten die mit aurikulären Chondrozyten besiedelten PGA-Scaffolds eine deutlich reduzierte Defektreparatur im Vergleich zu den unbehandelten Leerdefekten, insbesondere wurden hier vermehrt Entzündungszellen detektiert, und es konnte die Bildung von Perichondrium-ähnlichen Anteilen im Ersatzgewebe beobachtet werden. Immunhistologisch war dieser Unterschied signifikant. Die Zell-freien PGA-Scaffolds führten histologisch zu einer leichten Verbesserung der Gewebereparatur im Vergleich zu den unbehandelten Leerdefekten.

Da die aurikulären elastischen Chondrozyten ihre Gewebe-spezifische Eigenschaften auch in vivo im Kaninchenmodell beibehalten, erscheinen sie für die Reparatur von Gelenkknorpeldefekten nur begrenzt nutzbar.