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Matrixassoziierte Chondrozytenimplantation im Vergleich mit dreidimensionalen trägerfreien Knorpeltransplantaten

Stelzenbach, Christian


Originalveröffentlichung: (2013) Giessen : VVB Laufersweiler
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (4.398 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-95735
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2013/9573/


Universität Justus-Liebig-Universit√§t Gie√üen
Institut: Klinik und Poliklinik f√ľr Unfallchirurgie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-6021-3
Sprache: Deutsch
Tag der m√ľndlichen Pr√ľfung: 18.03.2013
Erstellungsjahr: 2013
Publikationsdatum: 29.05.2013
Kurzfassung auf Deutsch: Knorpeldefekte an den Gelenken des menschlichen K√∂rpers sind ein h√§ufiges Krankheitsbild in der Orthop√§die und Unfallchirurgie, deren Behandlung sich weiterhin problematisch gestaltet. Seit Jahrzehnten werden sehr aufw√§ndige Versuche unternommen, die ungen√ľgende Regenerationsf√§higkeit von Knorpel zu verbessern.
Die autologe Chondrozytenimplantation (ACI) stellt in der Therapie fokaler Knorpeldefekte ein vielversprechendes Verfahren dar. Eine Weiterentwicklung und Verbesserung dieses Therapieansatzes soll durch den Einsatz von Trägermaterialien zur Kultivierung von Chondrozyten und späterer Applikation dieser in den Knorpeldefekt erreicht werden. Auch die Druckkultivierung von Chondrozyten, bei der physiologische Belastungsverhältnisse des Knorpels in vitro nachgeahmt werden, ist aktuell Gegenstand der Forschung auf dem Gebiet der Knorpelregeneration.
Ziel der hier vorgestellten experimentellen Studie war es, verschiedene bereits in der klinischen Anwendung befindliche matrixassoziierte Chondrozytentransplantate mit einem dreidimensionalen trägerfreien Knorpeltransplantat zu vergleichen.
Als Versuchstier wurde das Pferd gewählt, das im Vergleich zum humanen Kniegelenk eine ähnliche Gelenkmorphologie, Gelenkgröße und Gelenkknorpeldicke sowie ein ähnliches Verhalten der Chondrozyten in Zellkultur aufweist.
Als Tr√§germaterialien kamen ein Kollagen I-Gel, eine Kollagen I/III-Membran, ein Hyaluron-s√§ure-Vlies in je sechs Kniegelenken und die Kombination aus letzteren beiden in f√ľnf Kniegelenken zum Einsatz. Die Implantation der dreidimensionalen tr√§gerfreien Knorpelkonstrukte (DTK) erfolgte ebenfalls in sechs Kniegelenken.
Die erhobenen klinischen Befunde einschlie√ülich der 18 Monate nach der Implantation durchgef√ľhrten Ganganalyse mit Hilfe der Computerkinematographie zeigten keine signifikanten Unterschiede, die auf die Wahl des Operationsverfahrens schlie√üen lassen.
Bei der makroskopischen Begutachtung der Transplantate wurden in beiden Gruppen komplett gef√ľllte Defekte und Defekte mit F√ľllungsl√ľcken, besonders in kranio-lateralen Bereichen, beobachtet. Die unvollst√§ndige Defektf√ľllung kann der sofortigen Vollbelastung der Pferde angelastet werden. Folglich wurden nur Areale zur Beurteilung der Qualit√§t der verschiedenen Verfahren herangezogen, die mit Regeneratgewebe bedeckt waren.
Die mikroskopische und immunhistochemische Aufarbeitung der Reparaturgewebe lie√ü keine signifikanten Unterschiede zwischen den verschiedenen Verfahren der ACI erkennen. Sowohl bei der Versorgung mit DTK als auch nach matrixassoziierter Chondrozytenimplantation war ein zweischichtiger Aufbau erkennbar. W√§hrend sich in den basalen Arealen eine hyalin√§hnliche Knorpelschicht ausgebildet hat, imponiert das superfiziale Gewebe bindegewebig. Der Neoknorpel kann als ‚Äěhyaline-like Cartilage‚Äú bezeichnet werden. Ob L√§sionen der subchondralen Platte oder die biomechanischen Belastungsverh√§ltnisse f√ľr die Ergebnisse verantwortlich sind, muss in weiteren Untersuchungen mit dieser Fragestellung gekl√§rt werden.
Kurzfassung auf Englisch: The treatment of human articular cartilage defects is a common problem in trauma surgery and orthopedics. For years scientists extensively attempt to improve the insufficient ability for the regeneration of cartilage.
The autologous chondrocyte implantation (ACI) is a promising method to heal focal chondral defects. An advancement of this rehabilitation can be achieved by the use of scaffolds for the cultivation of chondrocytes and its later application into the chondral defect. Also the technique of scaffold-free transplantation is an object of research, in which the exposure of the joint is imitated in vitro.
The aim of this experimental study was to compare different matrix associated chondrocyte implants (MACI), which are already used in clinic, to three-dimensional scaffold-free transplants.
The experiments were performed with horses, because of their similar cartilage morphology, size, thickness and behaviour of chondrocytes in cell culture.
As scaffolds a collagen I-gel, a collagen I/III-membrane and a hyaluronan-matrix were used in 6 joints and the combination of a collagen I/III-membrane with a hyaluronan-matrix in 5 joints. The three-dimensional scaffold-free transplant (DTK) was implanted in 6 joints.
The clinical findings, including an analysis of the lameness before euthanasia with the help of the computerkinematography, showed no significant differences that could have been referred to the different operation procedures.
The horses were euthanized after 18 months.
In the macroscopic investigation of the grafts in both groups full defects and defects with filling gaps were observed, especially in cranio-lateral areas. The gaps can be ascribed to the immediate full weight bearing of the horses after the operation. Therefore, only the filled areas were chosen to estimate the quality of the regeneration tissue.
The histologic and immunhistochemical analysis of the repair tissue did not show significant differences between the various techniques of the autologous chondrocyte implantation. DTK as well as MACI revealed a 2-layer-construcion of the repair tissue. Whereas a cartilage similar to hyaline cartilage developed in the basal areas, the superficial tissue shows features of connective tissue. The new cartilage can be described as ‚Äúhyaline-like cartilage‚ÄĚ. To reveal, if lesions of the subchondral bone or the biomechanical load weight bearing are responsible for these results, further studies have to be conducted.
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