Histologische, Immunhistologische und Histomorphometrische Untersuchungen zur Regeneration osteochondraler Defekte am Schafsmodell: Vergleich zwischen Osteochondralem Transfer, Spongiosaclustern und Leerdefekten

Abstract

In dieser Studie sollte die Behandlungsmethode des klinisch etablierten autologen, osteochondralen Transfers mit der Behandlungsmethode der autologen Spongiosacluster als Knorpeldefektfüllung und der natürlichen Heilung in einem Leerdefekt histologisch und immunhistologisch beurteilt werden. Besonderes Augenmerk lag auf der Wiederherstellung der subchondralen Knochenlamelle als mechanische Grundlage, da die Abhängigkeit der Knorpelregeneration von der biomechanisch stabilen Unterlage überprüft werden sollte. Bei 24 Merinomixschafe im Alter von zwei Jahren wurde randomisiert in die linke oder die rechte Femurkondyle des linkes Knies ein Knorpelknochendefekt gesetzt, der je nach Gruppenzugehörigkeit mit den autologen Spongiosaclustern oder mit dem osteochondralem Transfer versorgt wurden. Der Entnahmedefekt des osteochondralen Transfers blieb als Kontrolle der natürlichen Heilung leer. Der postoperative Heilungszeitraum betrug bei 12 Tieren drei Monate und bei 12 Tieren sechs Monate. Jeweils die Hälfte der Tiere wurde mit dem autologen, osteochondralem Transfer, und die andere Hälfte mit den autologen Spongiosaclustern behandelt. Nach dem Aufarbeiten der Präparate wurden für die Histologie Safranin O Färbungen und für die Immunhistologie Kollagen Typ I und Typ II vorgenommen. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigten, dass das knöcherne Einheilungsverhalten der Spongiosacluster in keinster Weise dem der Operationstechnik des osteochondralen Transfers standhalten konnte. Die mechanische Stabilität der subchondralen Knochenplatte schien bis zur endgültigen knöchernen Durchbauung nicht gegeben zu sein. Histologisch und Immunhistologisch zeigte sich, dass der knöcherne Umbau der Spongiosacluster nur mangelhaft stattgefunden hat. Zudem fehlte in den meisten Präparaten das zu ersetzende Knorpelgewebe. Die Operationstechnik der autologen Spongiosacluster konnte die Knorpelheilung im Vergleich zur Nichtbehandlung nicht verbessern. Dass eine gute knöcherne Durchbauung positive Konsequenzen auf die Knorpelheilung hat, konnte nach drei Monaten in der OCT-Gruppe beobachtet werden. Nach drei Monaten waren fast alle Zylinder komplett eingewachsen und die Gruppe erhielt eine hohe Punktzahl im Scoresystem. Fazit ist, dass trotz einsetzender degenerativer Anzeichen der osteochondrale Transfer die besten Heilungsergebnisse gezeigt hat und allen anderen Verfahren deutlich überlegen war.

Subject of this study was to compare the clinicaly established method of osteochondral autografts with the treatment of crushed spongiosa as cartilage defectfilling. The aim of the study was to assess the cartilage healing in the group of the osteochondral transfer, the crushed spongiosa and a non-treated defect in a histological and mainly an immunohistochemical way. In particular it was the intention to assess the dependence of cartilage healing on the regeneration of the subchondral bone as a mechanical support. A total of 24 two year old merino-mix sheep were used. Osteochondral defects were created in both condyles in the left knee. The defect was filled either at the lateral or the medial side with the osteochondral transfer or the crushed spongiosa. The harvesting defect remained empty and served as a control with natural healing. Two postoperative observation periods of three and six months were chosen. Histological evaluation of the cartilage bone regeneration products was carried out after staining with Safranin O as well as immunhistologic staining of collagen type I and collagen type II. The results of the study showed, that the applied crushed spongiosa was not able to withstand the results of the osteochondral transfer group and improve the cartilage regeneration. The implant was not able to provide the expected mechanical support until completion of bone regeneration. Histologically, there was a significant debased bony support of the defect as well as a lack of cartilage. The operationmethod of crushed spongiosa could not improve the cartilage regeneration. A positive influence of good bony support on the quality of the regenerated cartilage was demonstrated in the OCT-group after three month. A good bony ingrowth correlated with high ratings in the score system. The conclusion is that despite of beginning degenerative evidence, the osteochondral transfer was superior to the other operationmethods.