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Fragestellung: Mikrofrakturierung und Anbohrung des subchondralen Knochens stellen etablierte Methoden zur regenerativen Behandlung lokaler Knorpeldefekte dar. Als Qualitätskontrolle werden dabei histologische Untersuchungen durchgeführt, aber zumeist ohne Berücksichtigung der biomechanischen Kennwerte. Daher sollen die viskoelastischen Eigenschaften von Regeneratgewebe im Vergleich zu physiologischen Knorpel näher betrachtet werden.

Methodik: Ziel dieser Studie war die Untersuchung osteochondraler Proben aus der medialen Femurkondyle von 12 adulten Schafen mit einer kritischen Knorpeldefektgröße von 6 mm. Dabei wurde im Defekt standardisiert bei jeweils 6 Schafen eine Mikrofrakturierng bzw. eine subchondrale Anbohrung appliziert. Die Standzeit betrug bei allen Proben 12 Monate. Die biomechanische Untersuchung des Regeneratknorpels erfolgte in Form einer treppenförmigen Indentation (Abbildung 1 [Abb. 1]) mit je einer Relaxationsphase von 100 s unter Verwendung eines zylindrischen Prüfstempels (d=0,8 mm) nach Töyräs et al. (1999).

Zusätzlich zu dem im Defekt entstandenen Regeneratknorpel wurden auch die nativen Knorpelareale identisch geprüft.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Aus dem Indentationsprofil wurde für jede Stufe das Verhältnis der dynamischen Steifigkeit zur Steifigkeit im Gleichgewichtszustand ermittelt, um das viskoelastische Materialverhalten zu charakterisieren. Für den nativen Knorpel betrug dieser Quotient 2,04 (±0,90), nach Anbohrung 3,89 (±1,98) und nach Mikrofrakturierung 4,21 (±1,87) (Tabelle 1 [Tab. 1]). Statistisch sind die Unterschiede in Bezug auf den nativen Knorpel hoch signifikant (p<0.001, Student t-Test) und lassen darauf schließen, dass die flüssige Phase bei den Regeneraten weniger gut bzw. reversibel in der Matrix gehalten werden kann.

Das im Equilibrium berechnete Elastizitätsmodul (±SA) des nativen Knorpels betrug 0,43 MPa (±0,28), sowie nach Anbohrung 0,45 MPa (±0,46) bzw. Mikrofrakturierung 0,24 MPa (±0,14) (Tabelle 2 [Tab. 2]). Hier ist kein statistische signifikanter Unterschied zum nativen Knorpel erkennbar, lediglich eine Tendenz (p<0.05, Student t-test).

Aus den beiden Ergebnissen wird abgeleitet, dass die Anteile der festen Matrix zwischen Knorpel und Regenerat ein ähnlicheres Verhalten zueinander aufweisen, als die Anteile der flüssigen Phase. Warum diese entscheidenden Dämpfungskompetenzen nicht vorhanden sind, ist in Kombination mit biochemischen Methoden weiter Gegenstand der Forschung.