dc.contributor.author
Pauly, Stephan T.
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:16:30Z
dc.date.available
2015-05-27T05:48:12.283Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/10279
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-14477
dc.description.abstract
Die vorliegende Arbeit behandelt Möglichkeiten der optimierten Regeneration
von Rekonstruktionen der RM. Dabei sollten technisch-biomechanische, klinisch-
radiologische und biologische Grundlagenerkenntnisse gewonnen werden, die in
moderne Rekonstruktionstechniken einfließen können. Im ersten Teil der
Habilitationsschrift wurden Untersuchungen zum Einfluss technischer
Modifikationen von Rekonstruktionstechniken entwickelt, zunächst biomechanisch
getestet und anschließend klinisch-radiologisch überprüft. Die in der
Literatur diskutierte Rolle der medialen Augmentierung von Doppelreihen-
Rekonstruktionen („Suture Bridge“) konnte durch eine modifizierte
Stich-/Knotentechnik ergänzt werden. Unter Anwendung einer doppelten
Matratzennaht pro medialem Anker wurde im Tierkadavermodell eine signifikant
überlegene Widerstandskraft gegenüber „Gap Formation“ zwischen Sehne und
Knochen sowie gegenüber der maximal tolerierten Ausreißkraft beobachtet. Diese
jedoch erlauben keinerlei prognostische Aussage über mittelfristige Resultate
nach Anwendung der Technik, wie eine nachfolgende klinisch-radiologische
Studie demonstrierte. Hierbei wurde 24 Monate nach Anwendung der zuvor
optimierten „Suture Bridge“-Technik kein signifikanter Therapievorteil
gegenüber den Patienten gesehen, deren SSP-Sehne mittels selbstverblockender
Einzelreihennaht rekonstruiert wurde (modifizierter „Mason-Allen-Stitch“). Um
allerdings den beobachteten Re-Defekten (bzw. Neo-Rupturen im Sinne eines
„Medial Cuff-Failure“) zu begegnen und einer möglichen Strangulation
rekonstruierter Sehnen durch ein zu rigides Konstrukt aus synthetischen
Nahtmaterialien vorzubeugen, wurden nachfolgend technische Abwandlungen
knotenloser bzw. verringert knotentragender Nahttechniken entwickelt und
erneut im Tierkadavermodell hinsichtlich der biomechanischen Primärstabilität
getestet. Als Resultat wurde eine Modifikation der zugrundeliegenden „Speed
Bridge“-Technik identifiziert, welche bei komplett knotenloser Applikation
eine signifikant verbesserte Initialstabilität aufweist. Nachfolgend wurden
auch deren gute bis sehr gute mittelfristige klinisch-radiologische Resultate
untersucht, aber keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich klinischer
Scores bzw. Re-Rupturraten im Vergleich zur knotentragenden „Suture
Bridge“-Modifikation beobachtet. Die Analyse vorgefundener Re- bzw. Neo-
Defektmuster trotz knotenloser, gewebsschonenderer Applikation entspricht
vermehrten Berichten im Literaturkontext („Medial Cuff-Failure“). Unter
Berücksichtigung der Tatsache, dass biomechanische Weiterentwicklungen von
Nahttechniken möglicherweise an ihre Grenzen gelangt, während biologische
Anforderungen an die Sehnen-Knochen Regeneration noch unzureichend bekannt
bzw. adressiert sind, wurde im zweiten Teil der Arbeit die Biologie der RM-
Regeneration untersucht. Die Untersuchung des biologischen Verhaltens von
Tenozyten der humanen RM sowie deren Stimulierbarkeit durch biologische
Wachstumsfaktoren in vitro setzt eine Zellkultur voraus. Diese wurde als
Voraussetzung für nachfolgende Fragestellungen in einer Grundlagenarbeit aus
intraoperativ entnommenen Sehnenbiopsien der Supraspinatussehne etabliert und
auf Gen- sowie Proteinebene charakterisiert. Hier liegt ein wesentliches
Unterscheidungsmerkmal gegenüber Arbeiten im Literaturkontext, deren Studien
zum Stimulationsverhalten von Tenozyten keine adäquate Zellcharakterisierung
vorausging, wodurch deren spezifische Aussagekraft limitiert ist. Anschließend
wurde auf Grundlage der zuvor etablierten Tenozyten-Kultur deren Proliferation
und die Produktion von Kollagen-I unter Einfluss stimulierender
Wachstumsfaktoren wie Bone Morphogenetic Protein 2 und 7 untersucht.
Insbesondere BMP-7 zeigte hierbei einen dosisabhängigen Effekt auf beide
genannten Zielparameter, während die biologische Stimulation unter BMP-2
isoliert bzw. beiden WF kombiniert sich abgeschwächt darstellte. Ferner wurde
unter Einfluss der auch osteogen stimulierenden Wachstumsfaktoren eine
dahingehende mögliche De-Differenzierung bzw. Metaplasie der Sehnenzellen
kontrolliert und ausgeschlossen. Im abschließenden Teil der Schrift wurde die
Fragestellung erörtert, ob klinisch postulierte Risikofaktoren wie ein höheres
Patientenalter zum Zeitpunkt der RM-Rekonstruktion in vitro bestätigt werden,
und ob das Potenzial der Sehnenstimulation mittels Wachstumsfaktoren (BMP-2
und -7) altersabhängige Unterschiede aufweist. Ziel der Studie war es,
Patienten zu identifizieren, deren endogenes biologisches Potenzial zum
Zeitpunkt der RM-Rekonstruktion ggf. vermindert ist, welche aber von einer
additiven biologischen Augmentierung profitieren können. Mit zunehmendem
Patientenalter wurde ein reduziertes zellbiologisches Potenzial bei männlichen
Patienten beobachtet, während Tenozyten sowohl jüngerer als auch älterer
männlicher Patienten durch Exposition gegenüber BMP-7 stimuliert werden
konnten.
de
dc.description.abstract
The present manuscript analyzes different approaches for improved regeneration
following rotator cuff repair by means of technical-biomechanical, clinical
and radiographic as well as biological basic science aspects, which are
relevant for modern RC repair techniques. The first part features the
influence of biomechanical aspects of cuff repair techniques that were
investigated biomechanically first and underwent clinical-/radiographic
outcome analysis later. With modified “suture bridge”- stitch configurations,
improved biomechanical failure load resistance could be achieved. However,
biomechanical results do not allow for transfer into clinical/radiographic
results, as was shown in a subsequent analysis. One new entity of re-defect
pattern (“medial cuff failure”) may have emerged as a consequence of maximized
initial suture configuration strength. In order to minimize a potential
strangulation effect to the tendon, further biomechanical experiments were
undertaken with sutures and knotless techniques. Subsequent
clinical/radiographic analysis revealed good-excellent results, however, no
significant differences to former single row techniques were observed. The
incidence and pattern of re-defects (“medial cuff failure”) matches with
reports in the literature. Despite improved biomechanics, a certain percentage
of failed rotator cuff repair remains. Possibly, biological aspects and needs
of successful RC repair have not been addressed well enough to present. In
order to assess the influence of biological growth factors in vivo, human
rotator tendon cell cultures are a necessary precondition and were established
in a subsequent step. Cells were characterized based on their protein- and
gene-expression profile. It was furthermore shown, that their cell activity
and their production of Collagen-I can be stimulated under exposure to growth
factors such as BMP-2 and BMP-7. This effect was dose dependent, and no cell
line dedifferentiation was observed. Finally, it was analyzed whether patients
have differences in their biological potential at the time of RC repair and if
the clinical assumption of risk factors (such as age and gender) is confirmed
in vitro by means of cell behavior and stimulation potential. Among male
patients, increased age correlated to decreased cell biological parameters,
but tenocytes of different age groups were stimulated with growth factors such
as BMP-7.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
repair integrity
dc.subject
growth factors
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Biomechanische und biologische Aspekte zur Optimierung von Rekonstruktionen
der Rotatorenmanschette
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. med. D. Liem
dc.contributor.furtherReferee
PD Dr. med. D. Seybold
dc.date.accepted
2015-05-18
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000099369-1
dc.title.translated
Biomechanical and biological apects for improved reconstructions of the
rotator cuff
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000099369
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000017125
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access