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Histologische Analyse osteochondraler Hybridimplantate am Mini-Pig
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Published: | October 23, 2013 |
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Fragestellung: Osteochondrale Hybridimplantate haben sowohl am Knie- als auch am Sprunggelenk einen hohen Stellenwert. Für die verbesserte Biologisierung von Hybrid-Implantaten können Stammzellkonzentrate eingesetzt werden. Ziel der Untersuchung war die histologische Untersuchung von osteochondralen Hybridimplantaten und Vergleichsgruppen am Mini-Pig. Die Hypothese war, dass sich mit Stammzell-besiedelten osteochondralen Hybridmatrices eine histologisch vollständigere Defektdeckung mit verbesserter Knorpelregeneration erreichen lässt als beim Leerdefekt oder nach Spongiosaauffüllung.
Methodik: An 10 ausgewachsenen Göttinger Miniaturschweinen (59,5±5,9kg) wurden nach Genehmigung durch die örtliche Tierversuchsbehörde 20 7x10mm Defekte in die Kondylen des rechten Hinterlaufs gesetzt. Die Defekte wurden entweder mit einem biphasischen Träger (Tutobone® und Chondro-Gide®) ohne Zellen (Gruppe S) oder mit einem Stammzell-Konzentrat besiedelt (S+MSC) implantiert. Kontrollgruppen enthielten den spongiösen Anteil des umgedrehten Zylinders (U) oder einen Leerdefekt (L). Nach 4 und 6 Wochen wurden Fluorochrome subcutan appliziert, um die Osteogenese später zu visualisieren. Nach 3 Monaten erfolgte die Euthanasie und die histologische Untersuchung mittels von Kossa/ Safranin-O Färbung, Kollagen II Färbung, Tartrat resistenter alkalischer Phosphatase (TRAP) und Fluoreszenzmikroskopie. Es wurde eine Quantifizierung des verbliebenen Defekts, ein makroskopischer und mikroskopischer Score (ICRS), sowie die Quantifizierung der Fluorochrome semiquantitativ vorgenommen.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Nach 3 Monaten zeigte sich in allen Gruppen eine Defektdeckung mit unterschiedlichen Anteilen an Ersatzknorpel/ Knochen. Die knöchernen Defekte waren in den Gruppen S (10±8%) kleiner als in Gruppe L (27±7%; P<0,05) und tendentiell geringer zwischen den Gruppen S und S+MSC (11±8%; P=0,07). In der Gruppe S+MSC (2,3±1,1%) wurde mehr Fluorochrom detektiert als in den Gruppen L (0,4±0,2%) und U (0,5±0,2%, P<0,03). ICRS Scores betrugen 13,0±3,2 für die Gruppe L, 19,4±4,0 für die Gruppe U, 25,3±3,8 für die Gruppe S und 26,2±5,2 für die Gruppe S+MSC (P<0,01). Die Zahl der Osteoklasten im Defekt unterschied sich nicht zwischen den Gruppen.
Wie andere Arbeiten (Im et al., 2009) konnte auch in dieser Studie eine gegenüber Leerdefekten oder Spongiosaauffüllung verbesserte Defektdeckung durch ein biphasisches Konstrukt ohne Zellbesiedelung erreicht werden. Diese Ergebnisse sind gegenüber den publizierten Ergebnissen mit demineralisierter Knochenmatrix (Schnettler et al., 1998) ermutigend. Der einzige Vorteil der Träger Besiedelung mit MSC im gewählten Defektmodell ist die verbesserte Knochenneubildung.