Der Einfluss eines definierten Defektes im subchondralen Knochen auf den darüberliegenden Knorpel

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss eines definierten Defekts im subchondralen Knochen auf das Verhalten des darüberliegenden Gelenkknorpels untersucht. Dabei wurde dem zeitlichen Heilungsverlauf und der Abhängigkeit vom zur Defektfüllung verwendeten Knochenersatzmaterial besondere Beachtung geschenkt, ausserdem dem Abstand zwischen Defekt und Knorpel. An 18 Schafen wurde mittels eines standardisierten Verfahrens ein definierter, rechteckiger Defekt im subchondralen Knochen des Tibiaplateaus erzeugt und dieser bei 6 Versuchstieren mit der Hydroxyapatitkeramik Endobon® sowie bei 12 Schafen mit autologer Knochenspongiosa gefüllt. Eine Versuchsgruppe bestand jeweils aus 6 Tieren. Dabei wurde bei einer Gruppe Endobon® verwendet und bei 2 Gruppen autologe Spongiosa. Die Gruppe, bei der Endobon® verwendet wurde, sowie eine der Gruppen mit autologer Spongiosa als Implantat wurden nach 2 Monaten geschlachtet, die andere Gruppe mit autologem Knochen nach 2 Wochen. Es wurden Knochen- und Knorpelproben entnommen und diese makroskopisch, radiologisch, histologisch und biochemisch untersucht und beurteilt. Die Operationen wurden wie geplant durchgeführt, die postoperative Phase gestaltete sich komplikationslos. Die makroskopische Auswertung ergab keine wesentlichen Unterschiede der einzelnen Gruppen. Bei der histologischen Auswertung und der Evaluierung mit dem Mankin-System wurden Unterschiede zwischen den Gruppen sichtbar, welche allerdings nur im Teilbereich des Verhaltens der Zellen im kalzifizierten Knorpel statistisch signifikante Ergebnisse lieferten. Der Grad der histologisch sichtbaren Knorpelschädigung und der Abstand von Defekt und Knorpel stehen im Zusammenhang, je geringer der Abstand, desto grösser der Grad der Knorpelschädigung. Damit ist ein Zusammenhang zwischen Defektabstand und Knorpelschädigung nachweisbar, ein Zusammenhang zwischen Füllmaterial des Defekts und Grad der Knorpelschädigung ist anhand der vorliegenden Daten zu vermuten. Auch das Vorliegen von Reparations- und Regenerationsprozessen am Knorpel im zeitlichen Verlauf war festzustellen. Generell lässt sich sagen, dass der Gelenkknorpel bei Schädigung des subchondralen Knochens degeneriert, auch dann, wenn er nicht direkt geschädigt wird.

The aim of this study was to evaluate the influence of a defect created in the subchondral bone on the overlying cartilage. We evaluated the healing time in comparing the influence of the material used for bone replacement and the effect of distance between the created defect and the cartilage. Eighteen sheep underwent a standardized surgery where a rectangular defect was created in the subchondral bone of the tibial plateau. This defect was filled with the hydroxyapatite Endobon® in 6 sheep and with autologous bone in the remaining 12 sheep. The 12 sheep with autologous bone were sacrificed either after 2 or 8 weeks and all the Endobon® sheep were sacrificed at 8 weeks. Every sheep underwent necropsy and samples were taken for the evaluation of subchondral bone and cartilage. The samples underwent macroscopic, radiographic, histologic and biochemical evaluation. There was no complication during or after surgery in any of the sheep. Cartilage degeneration was prominent in all sheep with no difference on macroscopic evaluation between groups. Except for the type of cells in the calcified bone, also no histological differences were found based on the Mankin-score. There was a correlation between the amount of damage to the cartilage and the distance from the defect. The closer the defect, the more damage was found on the cartilage. A trend was also found between the material used to fill the defect and the level of damage. Endobon® had a tendency to cause more damage then the autologous bone. In conclusion, we determined that the destruction of the subchondral bone always leads to damage on the overlying cartilage.