gms | German Medical Science

Fragestellung: Ein wesentliches Problem ist, dass Knorpeldefekte im Wesentlichen nur über die Bildung von Faserknorpel regenerieren. Diesem fehlen jedoch wesentliche funktionelle Eigenschaften des eigentlich hyalinen Knorpels, sodass die Ausheilung in aller Regel mit einem Funktionsverlust einhergeht. Für kleinere Defekte gibt es die Möglichkeit auf autologe Verfahren zurückzugreifen( z.B. Autologe Chondrozytentransplantation). Für größere Defekte kommen diese Verfahren nicht in Frage. In diesem Fall stellen osteochondrale Allografttransplantationen eine Alternative dar. Bei diesen ist eine akribische präoperative Planung mit geometrischem Matching und Vitalitätsanalysen des Grafts erforderlich. Aus diesem Grund ist eine Lagerung der Grafts von Entnahme bis zur Transplantation erforderlich.

Diese Studie soll die Veränderungen bezogen auf die Eigenschaften und Vitalität des Knorpel „während der Lagerung“ untersuchen

Methodik: Humane osteochondrale Allografts wurden bei zwei Spendern entnommen. Darüberhinaus wurden entsprechende osteochondrale Proben zur internen Qualitätskontrolle entnommen und analog zu den Grafts bei 4°C in Ringerlösung, versetzt mit Cefazolin (1g/L), eingelagert. Es wurden über 300 Tage wöchentliche Live Dead Analysen durchgeführt und bezüglich des Gesamtzellüberlebens, mittleren Zellgröße und der Zelldichte pro mm2 analysiert. Darüberhinaus erfolgten über 200 Tage die Messung von Glycosaminoglykan und Hydroxyprolin als Hauptbestandteile der Extrazellulärmatrix.

Ergebnisse: Die Auswertung der Live Dead Analysen zeigte ein Gesamtzellüberleben von mehr als 80% nach 100 Tagen, bis zu 60% nach 200 und 300 Tagen. Die Zelldichte lag in den ersten 100 Tagen im Mittel konstant über 350 Zellen/mm2. Die Zellgröße hingegen nahm konstant von im Mittel 160 µm zu Beginn auf nur 70 µm nach 150 Tagen ab. Die Analyse der GAG und HP Werte zeigte ebenfalls eine Reduktion um ca. 30% bis Tag 200.

Diskussion: Insgesamt zeigt sich ein akzeptabeles Zellüberleben bei Lagerung der Zellen unter oben genannten Bedingungen über 100 Tage. Eine Lagerung über diesen Zeitraum hinaus ist mit einem Abfall der Zellüberlebensrate verbunden. Die Zelldichte ist ebenfalls relativ konstant über die ersten 100 Tage. Die Zellgröße nimmt jedoch wöchentlich ab. Dies ist möglicherweise als Hinweis für eine mögliche Zellalterung oder Inaktivation mit eingeschränkter Funktion zu werten. Die GAG und HP Werte legen eine Veränderung auch der Extrazellulärmatrix, als Ausdruck eines möglichen Funktionsverlustes dar. Insgesamt fehlen aktuell biomechanische Analysen des Knorpels als Ausdruck der funktionellen Veränderung durch die Einlagerung. Genexpressionsanalysen und Korrelation zwischen Änderungen der Extrazellulärmatrix und Knorpelfunktion fehlen aktuell in der Literatur ebenfalls. Diese Analysen sollten zum besseren Verständnis ergänzt werden umso gegebenenfalls die Lagerungsbedingungen zu optimieren um osteochondrale Allografts besser lagerbar zu machen und somit für eine breiter Masse verfügbar zu machen.