Search

Knorpelschäden spielen eine zunehmende Rolle in den Industrienationen. Diese Arbeit untersuchte die zelluläre MRT als Möglichkeit des in vivo Monitorings implantierter MSC im Hinblick auf eine Langzeit-Beobachtung. Hierzu wurden allogene MSC, welche zur Hälfte mit Resovist markiert wurden, in osteochondrale Defekte im Kaninchenmodell implantiert. In folgenden MRT Untersuchungen wurde ein signifikanter Unterschied des SNR, abhängig von der gewählten Sequenz, bis zu 24 Wochen gezeigt. Cartilage defects have an increasing role in industrial nations. This study investigated cellular MRI as a method for in-vivo monitoring of implanted MSC for long-term monitoring. Therefor allogenic MSC, which were one half each labelled with Resovist, were implanted in osteochondral defects in a rabbit model. There was a significant difference in the SNR in following MRI scans, depending on the sequence up to 24 weeks.

In der vorliegenden Arbeit konnten 45 Patienten nachuntersucht werden, welche sich zwischen November 1999 und April 2010 in der Abteilung für Sportorthopädie des Klinikums rechts der Isar einer arthroskopischen ossären Bankart-Fadenanker-Refixation unterzogen haben. Zielsetzung dieser Arbeit war es, die mittelfristigen Ergebnisse nach arthroskopischer Refixation von ossären Bankart-Läsionen anhand von einem eigens erstellten Fragebogen, anhand standardisierter und validierter Scores sowie MRT-Aufnahmen zu beschreiben. Weiterhin sollte ein möglicher Zusammenhang zwischen dem MR-tomographischen und dem klinischen Ergebnis untersucht werden. Das Patientenkollektiv bestand aus 20 % weiblichen und 80 % männlichen Patienten. Als Mechanismus für die Erstluxationen gaben 80 % der Patienten einen Fall auf den ausgestreckten Arm an. Im Vergleich zu den zuvor publizierten Studien, lag das Patientenalter in unserer Studie zum Zeitpunkt der operativen Versorgung im Durchschnitt bei 41,2 ± 15,1 Jahren. Unser ,,Follow-up‘‘ betrug im Mittel 82 Monate. Die erhobenen Daten zeigen, dass mit der beschriebenen Technik gute mittelfristige Ergebnisse bezüglich der klinischen Tests, der Rezidiv-Rate und der Patientenzufriedenheit erreicht werden. Die Rekonstruktion des Glenoids konnte in den meisten Fällen anatomisch oder in nur minimaler Fehlstellung des Fragments und ohne relevanten Glenoiddefekt erreicht werden. Die Rezidiv-Rate bei unserem Patientenkollektiv lag bei 6,6 %, wobei 2 von den 3 Patienten eine traumatische Reluxation als Rezidiv-Grund angaben. Ein Anteil von 95 % unserer Patienten konnte postoperativ erneut ihren sportlichen Aktivitäten nachgehen. Jedoch zeigte sich eine signifikante Reduktion des Sportumfangs für alle erhobenen Werte. Als Grund für die Reduktion des Aktivitäts- und Risikolevels wurden zumeist nicht schulter-spezifische Gründe angegeben. So gab fast die Hälfte (44 %) der von uns nachuntersuchten Patienten an, trotz stabiler und schmerzfreier Schulter Sorgen vor erneuter Verletzung zu haben. Zudem gaben 37 % einen nicht die Schulter betreffenden Grund (Familie, Beruf, Interessenwechsel) für die Reduktion an. Die chronischen ossären Bankart-Läsionen zeigten in unserer Nachuntersuchung ein deutlich niedrigeres Heilungspotenzial als die akuten Läsionen. Aus diesem Grund wird eine frühzeitige operative Refixation des ossären Bankart-Fragmentes empfohlen. The purpose of this study was to evaluate the outcome, return to sporting activity, and postoperative articular cartilage and bony morphology of shoulders that underwent arthroscopic suture anchor repair of bony Bankart lesions. The inclusion criteria for this retrospective study were anterior glenoid rim fractures after traumatic shoulder instability that were treated with arthroscopic suture anchor repair. Patients were surveyed by a questionnaire including sport-specific outcome, Rowe score, Western Ontario Shoulder Instability Index, and Oxford Instability Score. Three- tesla magnetic resonance imaging could be performed in 30 patients to assess osseous integration, glenoid reconstruc- tion, and signs of osteoarthritis. Results: From November 1999 to April 2010, 81 patients underwent an anterior bony Bankart repair in our department (50 arthroscopic suture anchor repairs, 5 arthroscopic screw fixations, and 26 open repairs). The 55 arthroscopic repairs comprised a consecutive cohort of patients treated by a single surgeon. Of the 50 patients in the suture anchor group, 45 (90%) were available for evaluation. At 82 months postoperatively, the mean Rowe score was 85.9 ± 20.5 points, the mean Western Ontario Shoulder Instability Index score was 89.4% ± 14.7%, and the mean Oxford Instability Score was 13.6 ± 5.4 points. Compared with the contralateral shoulder, all scores showed a significantly reduced outcome (P < .001, P < .001, and P < .001, respectively). A redislocation occurred in 3 patients (6.6%). Regarding satisfaction, 35 patients (78%) were very satisfied, 9 (20%) were satisfied, and 1 was partly satisfied. Overall, 95% of patients returned to any sporting activity after surgery. The number of sports disciplines (P < .001), duration (P 1⁄4 .005), level (P 1⁄4 .02), and risk category (P 1⁄4 .013) showed a significant reduction compared with the pretrauma condition. However, only 19% of patients reported that shoulder complaints were the reason for the reduction in activity. Nonunion occurred in 16.6%, with a higher frequency in patients with chronic lesions (P 1⁄4 .031). Anatomic reduction was achieved in 72%, the medial step-off in patients with nonanatomic reduction averaged 1.8 ± 0.9 mm, and the remaining glenoid defect size averaged 6.8% ± 7.3%. Full-thickness cartilage defects of the anterior glenoid were detected in 70% of patients. Arthroscopic suture anchor repair may enable an anatomic reduction of bony Bankart lesions with no or only minimal articular steps and provides successful midterm outcomes concerning clinical scores, recurrence, and patient satisfaction. The return to activity is limited for various, mostly noneshoulder-related causes. Chronic lesions may have an inferior healing potential; therefore early surgical stabili- zation of acute Bankart fragments is suggested to avoid possible nonunion. Level of Evidence: Level IV, therapeutic case series

Einführung: Für Patienten ab dem 45. Lebensjahr gibt es momentan nur wenige erfolg-versprechende Therapieoptionen zur Behandlung von fokalen Knorpelschä-den. Eine neue Methode ist die Implantation eines fokalen metallischen Oberflächenersatzes. Das Ziel dieser Studie war es, den Effekt eines solchen Oberflächenersatzes auf den gesunden kontralateralen Knorpel zu untersuchen. Methode: Aus 21 tiefgefrorenen porcinen Kniegelenken wurde je ein 10 mm großer osteochondraler Zylinder aus dem medialen Tibiaplateau entnommen. Die Zylinder wurden anschließend in einen Reibeprüfstand unter zyklischer Be-lastung mit einer maximalen axialen Kraft von 33 N gegen den fokalen metal-lischen Oberflächenersatz getestet. Als Belastungsdauer wurden eine und sechs Stunden definiert. Die Versuche wurden jeweils in Kochsalz und in Hyaluronsäure (Synvisc®) durchgeführt. Für die Kontrollgruppe wurden aus dem medialen Kompartiment jeweils ein femoraler und ein tibialer Zylinder entnommen und in gleicher Weise für 24, 48 und 72 Stunden gegeneinander belastet. Evaluiert wurden alle Schäden nach histologischer Fixierung anhand einer visuellen Skala. Resultate: Alle Zylinder der Kontrollgruppe wiesen keinerlei Beschädigung auf. In den einstündigen Versuchen zeigten sich weder in Kochsalz noch in Hyal-uronsäure klassifizierbare Schäden in der Implantatgruppe. Nach sechs Stunden konnten in der Kochsalzlösung leichte Schäden der Klasse 1 und bei den Zylindern, die in Hyaluronsäure belastet wurden, Schäden der Klasse 2 festgestellt werden. Schlussfolgerung: Es konnte gezeigt werden, dass ein metallischer Oberflächenersatz bei Dau-erbelastungen von einer und sechs Stunden im biomechanischen Versuchs-aufbau im Reibeprüfstand zu oberflächlichen Knorpelschäden am korrespon-dierenden Knorpel führt. Hyaluronsäure hatte keinen protektiven Effekt auf den Knorpel im Rahmen dieses Versuchsaufbaus. In patients older then 45 with focal cartilage defects, biological repairs are inappropriate with low reported functional outcome. For this special group of patients a new focal metallic implant was designed (FMI) (Hemi-CAP Arthrosurface Inc., Franklin, MA, USA). Aim of the present study was to evaluate macroscopic and histological effects of a FMI in regard to the contralateral cartilage. Methods: A novel designed abrasion test machine, which could simulate cyclic axial load on porcine osteochondral cylinders were used. Two different tribological pairs were tested: Cartilage on cartilage and cartilage on FMI (Hemi-CAP Arthrosurface Inc., Franklin, MA, USA) in two different test mediums. After the tests the cartilage of each cylinder was macroscopically analysed by ink method. Afterwards specimens were fixed in methyl methacrylate, stained with Giemsa-Eosin and evaluated for cartilage damages. Cartilage defects were classified by affected zone. Results: In control group tibial cartilage on femoral cartilage were tested without any signs of cartilage damage. Tibial cartilage on FMI for 1 hour loading time showed also no cartilage defect in macroscopical analysis nor histological. Although 2 out of 3 cartilage cylinders on focal metallic implant in saline were without damage after 6 hours, one cylinder had a defect of the tangential zone. In hyaluronic acid 2 cylinders had a defect of the tangential zone after 6 hours, too. The defect of the third cylinder of this group affected the upper part of the transitional and radial zone. According to the geometry of the chondrozytes presumable this cylinder belongs to much younger animal. Conclusion: FMIs could lead to superficial damages to the contralateral cartilage only after long exploration time. In present set-up hyaluronic acid had no beneficial effect, with tendency to increased rate of cartilage defects. The novel developed abrasion test machine is suitable to simulate cyclic axial load.

Die Studie evaluiert und vergleicht die kurzfristigen postoperativen Ergebnisse nach antero-inferiorer Schulterstabilisierung mittels 5:30-Uhr-Portal (Gruppe I) und 3-Uhr-Portal (Gruppe II). Es wurden jeweils 31 gematchte Patienten mittels Scores, sonographisch sowie einer Kraftmessplatte nachuntersucht. Gruppe I hatte eine signifikant bessere postoperative AR in 0° Abduktion (p

In dieser tierexperimentellen Studie wurde das Heilungsverhalten der Rattenachillessehne nach einem im Rahmen einer Operation gesetzten Defekt histologisch, immunhistochemisch und biomechanisch zu zwei Zeitpunkten untersucht. Die Tiere waren direkt im Anschluss einmalig entweder mit mesenchymalen Stammzellen mit stabiler Expression von basic Fibroblast Growth Factor (bFGF), mesenchymalen Stammzellen mit Transduktion des Markerngens enhanced Green Fluorescent Proteine (eGFP) oder einer reinen Pufferlösung (Phosphate-buffered saline, PBS) ohne therapeutischen Effekt als Kontrolle behandelt worden. Die Fragestellung lautete zum einen, ob die Stammzellen zu einem verbesserten histologischen Ergebnis und erhöhter biomechanischer Stabilität führen würden, und zum anderen, ob die Expression von bFGF und damit die Kombination zweier vielversprechender Ansätze in der Behandlung von Sehnenverletzungen zusätzliche Verbesserungen mit sich brächte. Alle Proben zeigten bereits nach 14 Tagen durchaus biomechanische Stabilität, waren im Vergleich zu gesunden Sehnen aber auch nach 28 Tagen noch minderwertig. Zu beiden Auswertezeitpunkten konnten bei allen Proben histologisch ein Mischgewebe mit deutlichen Kennzeichen einer Narbe mit sich beginnend ausbildenden Sehnencharakteristika festgestellt werden. Tendenziell war das histologische Erschei­nungs­bild der Stammzellgruppen besser, was sich auch im semiquantitativen Score nachweisen ließ, jedoch blieben statistisch signifikante Ergebnisse aus. In den Proben der Stammzellgruppen konnte zu beiden Auswertezeitpunkten statistisch signifikant mehr Pro-Kollagen nachgewiesen werden, was für eine erhöhte Kollagensynthese und eine weiterhin stattfindende Umorganisation des Gewebes spricht. Endgültige Aussagen über die Sehnenheilung können demnach nicht getroffen werden. Allerdings führte diese erhöhte Kollagensynthese nur zu marginalen Verbesserungen in der Biomechanik nach 14 Tagen, nach 28 Tagen waren keine Unterschiede zwischen den Gruppen zu sehen. Man kann also festhalten, dass sich durch die Stammzellen nur leichte Vorteile in der Frühphase ergaben, und die Proben beider Stammzellgruppen denen der Kontroll­gruppe nicht eindeutig überlegen waren. Darüber hinaus ergab sich entgegen der Erwartungen auch kein zusätzlicher Vorteil der bFGF-Expression.Die Verfolgung zweier in der Literatur bisher als vielversprechend beschriebener Wege, die Sehnenheilung zu verbessern, führte daher trotz standardisierter und effektiver Verfahren zu keinen signifikanten Vorteilen. In Zusammenschau mit anderen aktuellen Studien sollte dies zu einer kritischen Betrachtung des eventuellen Einsatzes mesenchymaler Stammzellen zur Verbesserung der Sehnenheilung beim Menschen führen. This dissertation focuses the histological and immunhistochemical analysis of rats‘ Achilles tendons in which defects had been created. The tendons were either left untreated or were treated with mesenchymal stem cells expressing enhanced green fluorescent protein or with mesenchymal stem cells expressing basic fibroblast growth factor lentivirally. The results showed that mesenchymal stem cells in both groups only partially had positive effects and the additional expression of BFGF had negligible effects on the healing process. Although preliminary studies showed promising results using stem cells, evidence of significant benefit is still lacking and the results of this dissertation should therefore lead to a critical evaluation and thoughtful use of stem cells in humans.

Die Entwicklung einer sekundären Omarthrose nach Schulterinstabilität ist eine bereits bekannte Langzeitkomplikation. In dieser Studie wurden 96 Patienten (100 Schultern) nach durchschnittlich 13 Jahren (156 Monaten) nach einer arthroskopischen Bankartoperation klinisch und radiologisch nachuntersucht. Die Prävalenz der Arthrose ist häufig zu beobachten, aber vergleichbar mit der nach offenen Verfahren oder konservativer Therapie. Die degenerativen Veränderungen sind meist milde und werden vom Patienten gut toleriert. Als Prävention scheint vor allem die Vermeidung präoperativer Luxationen im Vordergrund zu stehen, außerdem sollte das intraartikuläre Fremdmaterial auf das Notwendigste minimiert werden. Glenohumeral osteoarthritis is a well-known long-term complication after shoulder-instability. 96 patients (100 shoulders) were clinically and radiologically examined 13 years (156 months) after arthroscopic Bankart-repair. Glenohumeral osteoarthritis has a high prevalence but is comparable to the results after open surgery or conservative treatment. The degenerative changes are often mild and well-tolerated by the patient. Avoiding preoperative dislocation seems to be very important to prevent dislocation arthropathy. Furthermore, the foreign material used for stabilization should be minimized.

Die biomechanischen Eigenschaften einer menschlichen Sehne ermöglichen es, unterschiedlichen Belastungen im Laufe eines Lebens adäquat standzuhalten. Die Heilung einer rupturierten Sehne hinterlässt ein minderwertiges Sehnen-Narben-Gewebe. Im fortlaufenden Prozess der „Remodellingphase“, welche Monate andauert, ist keine „Restitutio ad integrum“ zu sehen. Das intratendinöse Regeneratgewebe ist histologisch und biomechanisch minderwertig und entspricht mit veränderten Phänotypen und Durchmesser der Kollagenfibrillen der Kollagenanteile auch nach Monaten nicht der Zusammensetzung des Ursprungsgewebes. Eine fördernde Einflussnahme auf die Prozesse der Sehnenheilung ist mittels Applikation von rekombinanten Wachstumsfaktoren möglich, um eine primäre Sehnenheilung qualitativ zu verbessern und zu beschleunigen. Proteine, welche lokal appliziert werden, haben nur einen temporären therapeutischen Effekt. Um einen konstanten Gewebespiegel zu erreichen bedarf es einer repetitiven Gabe. Die Hypothese ist, dass basic fibroblastic-growth-factor (bFGF) exprimierende Stammzellen den Heilungsprozess von Ratten-Achillessehnen im akuten Defekt-Model, im Vergleich zu Stammzellen alleine und einer Kontrollgruppe (Leergruppe ohne Stammzellen), verbessern. Ziel dieser Studie war es die biomechanischen Effekte auf die Sehnenheilung von lentiviral transduzierten Stammzellen mit vermehrter bFGF Produktion in einem in-vivo Sehnen-Defekt-Modell an der Ratte zu untersuchen. Das Studiendesign wurde mehrdimensional angelegt. Es sollten zwei Versuchsgruppen, mit eGFP markierte mesenchymale Stammzellen (MSC-LV-eGFP) und bFGF exprimierende mesenchymale Stammzellen (MSC-LV-bFGF) gegenüber einer Kontrollgruppe, welche eine Phosphat-gepufferte Salzlösung (PBS) injiziert erhielt, ausgewertet werden. Zusätzlich wurden die Regenerate zu zwei verschiedenen Zeitpunkten, 14 und 28 Tage postoperativ, analysiert. Der Versuchsaufbau umfasste insgesamt 84 Tiere plus 12 Reservetiere. Die histologische Auswertung, welche in einer anderen Dissertation ausführlich veröffentlicht wird, zeigte einen partiellen Effekt von Stammzellen auf Struktur und Zusammensetzung des Sehnenregenerates. In der immunhistochemischen Anfärbung konnten eine signifikant höhere Konzentration an Prokollagen in der eGFP-Gruppe und der bFGF-Gruppe nachgewiesen werden. In der biomechanischen Analyse waren diese beiden Gruppen (MSC-LV-bFGF und MSC-LV-eGFP) ebenfalls in der Frühphase der Heilung der Kontrollgruppe signifikant überlegen. Die biomechanischen Eigenschaften relativierten sich jedoch nach 4 Wochen. Insbesondere die Kontrollgruppe zeigte eine signifikante Steigerung in der biomechanischen Analyse nach 4 Wochen Heilungsphase. Der Wachstumsfaktor bFGF konnte im Vergleich zu mesenchymalen Stammzellen keinen positiven Effekt auf die Sehnenheilung hervorrufen. In diesem Tiermodell wurde auf eine primäre Sehnennaht verzichtet. Durch die Dehiszenz der Sehnenstümpfe konnte sich Regeneratgewebe bilden, welches histologisch und biomechanisch gut und vergleichend untersucht werden konnte. Die Theorie des positiven Einflusses der Stammzellen auf die Sehnenheilung in der Frühphase wurde somit nachgewiesen. Die Methode der lentiviral transduzierten Stammzellen ist jedoch eine gute Möglichkeit, eine kontinuierliche Sezernierung vor Ort zu gewährleisten. Jedoch zeigte sich, dass bei Ratten nach vier Wochen Heilungszeit auch eine nicht behandelte Sehne (Kontrollgruppe) gleichwertige, bzw. tendenziell sogar bessere biomechanische Qualitäten hinsichtlich der maximalen Versagenslast und der Steifheit aufweist. Die vermehrte Expression von bFGF alleine führte nicht zu einer biomechanisch besseren Sehnenqualität. The aim of this controlled study was to investigate the influence of mesenchymal stem cells (MSCs) and lentiviral (LV) expression of basic fibroblast growth factor (bFGF) on tendon remodeling in an in vivo rat model of an Achilles tendon defect. In eighty-four male Lewis rats, complete 2.4-mm tendon defects were created and were either left untreated (the phosphate-buffered saline solution [PBS] group) or were treated with mesenchymal stem cells expressing enhanced green fluorescent protein (the MSC-LV-eGFP group) or with mesenchymal stem cells expressing basic fibroblast growth factor lentivirally (the MSC-LV-bFGF group). After fourteen and twenty-eight days, the tendons were harvested and analyzed biomechanically and immunohistologically. Exact histological data is published in another Dissertation. After fourteen days, both mesenchymal stem cell groups were slightly superior in biomechanical testing. However, only the PBS control group showed a significant increase in biomechanical results over time (fourteen versus twenty-eight days; p = 0.012). Biomechanical results were better after twenty-eight days for the control group than for both MSC groups. However, the difference was significant only with regard to the stiffness results in the comparison of the PBS control and the eGFP stem cell group (p = 0.024). Histologically, the MSC groups had no better results than the control group after fourteen and twenty-eight days. In immunohistology, only labeling for type-I procollagen was strongly increased in both MSC groups in comparison with the PBS control group (p = 0.0009 for the MSC-LV-bFGF group and p = 0.0041 for the MSC-LV-eGFP group at fourteen days, and p = 0.004 and p = 0.132, respectively, at twenty-eight days). There were no significant differences in the immunohistological results between the stem cell groups. The biomechanical and immunohistological results showed that mesenchymal stem cells in both groups had only partially positive effects on tendon remodeling in the initial stages; however, in later stages, stem cells had potentially negative effects on biomechanical results. The additional expression of bFGF in stem cells had negligible effects on tendon remodeling. Preliminary studies using stem cells are partially promising; however, there are no relevant clinical data showing that stem cells are of significant benefit. The present study should lead to a more critical evaluation and thoughtful use of stem cells in humans until more clinical data are available.

Der Einfluss von Stammzellen und des basic fibroblast growth factor (bFGF) auf spätere Stadien der Sehnenheilung wurde in der vorliegenden Arbeit untersucht. In einem biomechanischen Langzeitversuch über 84 Tage wurden 30 Lewis-Ratten auf drei Gruppen aufgeteilt: die PBS-Gruppe, die eGFP-MSC-Gruppe und die bFGF-MSC-Gruppe. Alle behandelten Sehnen erreichten gruppenunabhängig eine maximale Kraft auf dem Niveau der unbehandelten Gegenseite, es bestand kein signifikanter Unterschied. Ein positiver Effekt von bFGF konnte nicht gezeigt werden. The present study was designed to show the influence of basic fibroblast growth factor (bFGF) on biomechanical characteristics in later stages of tendon healing. 30 Lewis-rats were divided in three groups: PBS-group, eGFP-MSC-group and bFGF-MSC-group. After a healing period of 84 days the mean maximum load to failure of the operated tendons was not significantly different to the contralateral untreated tendons. Positive effects of bFGF in later stages of tendon healing were not observed in this study.

Es werden die Langzeitergebnisse nach autologer osteochondraler Transplantation am Ellenbogen vorgestellt. 17 von 21 der zwischen 1996 bis 2010 operierten Patienten konnten nachuntersucht werden. 82% hatten keinerlei radiologische Arthrosezeichen. Oberflächliche Knorpeldefekte im Bereich des Radiusköpfchens oder Capitulums korrelierten nicht immer mit den klinischen Ergebnissen. Alle MRT-Aufnahmen zeigten einen vitalen osteochondralen Zylinder. Klinisch ergab sich bei 94% ein exzellentes Ergebnis. Die osteochondrale Transplantation ist somit ein geeignetes Verfahren zur Behandlung von osteochondralen Defekten am Ellenbogengelenk. Long-term results after autologous osteochondral transplantation in the elbow are presented. 17 of 21 patients who underwent surgery between 1996 and 2010 could be evaluated. 82% showed no signs of osteoarthritis. Superficial cartilage lesions of the radial head or capitellum did not always correlate with the clinical results. MRI scans showed graft viability in all cases. 94% had excellent clinical results. Osteochondral transplantation is therefore a good procedure for treating osteochondral defects in the elbow.

The purpose of the present study was to investigate the relationship between estrogen hormone levels, tibial acceleration profiles and viscoelastic properties of the lower extremity. Eleven adolescent female netball players were included in the study and matched to active male subjects. Test sessions in the female athletes were conducted at onset of menses, mid follicular phase, ovulation and mid luteal phase. Musculotendinous stiffness was assessed using the oscillation method. Tibial acceleration profiles (peak tibial acceleration, time to peak tibial acceleration and, time to zero tibial acceleration) were assessed with a uniaxial accelerometer placed on the tibial tuberosity during a standardised netball landing task. The results strongly suggest that hormonal fluctuations have a significant effect on viscoelastic properties and tibial acceleration profiles in young females during the menstrual cycle. The female musculoskeletal system needs to constantly adjust to the changing hormonal environment and adapt neuromuscular strategies to minimize injury risk to the lower extremity. Das Ziel der vorliegenden Studie ist den Zusammenhang zwischen weiblichen Sexualhormone während des Menstrualzyklus , der muskulotendinösen Steifigkeit, und der tibialen Akzelerationsprofile zu untersuchen. Elf weibliche Netballspielerinnen wurden für die Studie ausgewählt und mit einer gleichaltrigen männlichen Kontrollgruppe verglichen. Die weiblichen Probanden wurden zum Zeitpunkt der Menstruation, der follikulären Phase, der Ovulation und der lutealen Phase getestet. Muskolotendinöse Steifigkeit wurde mit Hilfe der Oszillationsmethode gemessen. Tibial Akzelerationsprofile wurden mit einem uniaxialen Akzelerometer, welches an der Tibia befestigt war, während einer Sprunglandung gemessen. Die vorliegenden Ergebnisse weisen auf einen signifikanten Einfluss weiblicher Sexualhormone auf muskolotendinöse Steifigkeit und tibialen Akzelerationsprofile hin. Das weibliche neuromuskuläre System muss sich ständig dem Hormonspiegel anpassen und Strategien entwickeln, um das Verletzungsrisiko der unteren Extremität zu verringern.

Die zufriedenstellende Therapie von Knorpelschäden stellt ein bis heute ungelöstes Problem dar. Neue Strategien sind der Einsatz genetisch manipulierter Knorpelzellen. Anhand eines Kaninchenmodels wurde mit BMP2 stimuliertes Gewebe nach in-vitro- und in-vivo-Wachstum mittels qRT-PCR analysiert. Als Vektorsysteme wurden der nicht-virale Vektor „hBMP2-COPROG“ sowie der VSV.G-pseudotypisierte MoMLV-retrovirale Vektor „hBMP2-pBullet“ verwendet. Stimulation durch hBMP2-pBullet bewirkte bis zur zwölften Woche nach Implantation eine Verstärkung der Proliferation und Verbesserung der Qualität des gebildeten Knorpels. Es wurden jedoch zunehmend Chondrozyten-hypertrophe Charakteristika festgestellt. Im Gegensatz hierzu zeigte sich der hBMP2-COPROG-Vektor insuffizient in der Langzeitstimulation und der Qualitätsverbesserung des Regeneratknorpels. The satisfactory treatment of cartilage damage is an unsolved problem to date. Using genetically engineered cartilage cells offers new therapeutic strategies. Based on a rabbit model we analyzed BMP2-stimulated tissue after in vitro and in vivo growth by qRT-PCR. The vector systems used were a non-viral vector named "hBMP2-COPROG" and a VSV.G-pseudotyped MoMLV retroviral vector named "hBMP2-pBullet". Stimulation by hBMP2-pBullet caused increasing cell proliferation and improved quality of the formed cartilage up to twelve weeks after implantation. Our analyses however identified more hypertrophic characteristics of the chondrocytes. In contrast, stimulation with hBMP2-COPROG vector showed to be insufficient in the long-term stimulation and did not improve quality of regenerated cartilage.

Ziel der Arbeit war es im Tierversuch zu untersuchen ob sich die Knochendurchblutung unter Hyotension und lokaler Kühlung ändert. Durch Blutentnahme wurde der Blutdruck von New Zealand White Kaninchen gesenkt und jeweils die Knochendurchblutung mittels fluoreszierender Mikrosphärenmethode gemessen. In der zweiten Versuchsreihe wurde ein Hinterlauf der Versuchstiere gekühlt und die Knochen- und Muskeldurchblutung gemessen. Unter moderater Hypotension bleibt die Knochendurchblutung – ähnliche der Nierendurchblutung – konstant, erst ab 60 mm Hg kommt es zu einem Abfall der Knochendurchblutung. Bei schrittweiser Abkühlung einer Extremität kommt es zu einem linearen Abfall der Knochendurchblutung, wohingegen die Durchblutung im Muskelgewebe ansteigt. Wir konnten erstmals nachweisen, dass die Knochendurchblutung einem Autoregulationsmechanismus unterliegt und die Muskel- und Knochendurchblutung während Kühlung regional unterschiedlich gesteuert wird. The Aim of our study was to find out whether bone blood flow is affected by hypotension and local cooling in an animal model. By withdrawal of blood, blood pressure of New Zealand White Rabbits was decreased and bone blood flow was measured using the fluorescent microsphere technique. In a second study one hindlimb of the animals was cooled in a waterbath by decreasing temperature levels and bone and muscle blood flow was determined. At moderate hypotension bone blood flow revealed constant, comparable to blood flow of the kidney. At 60 mm Hg bone blood flow of the long bones decreased significantly. During local cooling bone blood flow decreased within every step of cooling, whereas muscle blood flow increased. We could show – for the first time – that bone tissue has potential to autoregulate blood flow. During local cooling bone and muscle tissue seem to be controlled differently.

Diese Arbeit zeigt die histologischen und immunhistologischen Ergebnisse nach retroviraler BMP2-Transduktion im osteochondralen Defekt des Kaninchens im Vergleich zu einer Kontrollgruppe und einer Plasmid-BMP2 Gruppe. In standardisierte, osteochondrale Defekte wurden je nach Gruppe Fibrin Clots mit behandelten (rv-BMP-2-Transduktion, Plasmid-BMP-2-Transfektion) oder unbehandelten Chondrozyten implantiert. Nach vier bzw. zwölf Wochen wurde das Ersatzgewebe histologisch (HE, Alcian-Blau, Berliner-Blau, Toluidin-Blau) und immunhistologisch (Färbung für Col1, Col2, Aggrecan, Aggrecan-Link-Protein) analysiert. Es zeigte sich, dass Chondrozyten nach retroviraler BMP-2-Transduktion eine erhöhte Produktion von Kollagen II sowie einen erhöhten Proteoglykangehalt innerhalb des Reparaturgewebes erreichten. Der ICRS-Punktwert verbesserte sich im Vergleich zur Kontroll- und Plasmid-BMP-2 Gruppe. This study shows the histological and immunohistochemical results after transduction with retroviral bmp2 in osteochondral defects in comparison to a control and bmp2-transfection. Fibrin clots colonized by control or BMP2-transduced/-transfected chondrocytes were implantated into standardized corresponding osteochondral defects. After 4 and 12 weeks repair tissue was analysed by histology (HE, alcian blue, “Berliner Blau”, toluidine-blue) and by immunohistochemistry (Col1, Col2, aggrecan, aggrecan-link protein). The analysis showed higher production of collagen II and Proteoglycan within the repair tissue of bmp2-transducted chondrocytes as well as a better ICRS-Score in comparison to the control-group and plasmid-bmp2-group.

Ein effizienter Gentransfer in primäre Chondrozyten (CZ) zur Gentherapie von Knorpeldefekten ist bisher nicht möglich. Deswegen wurde ein retroviraler Vektor (bullet) für das Einschleusen von Marker- bzw. therapeutischen Genen entwickelt. Es erfolgte die Analyse von Transduktionsrate, Expression von BMP2, Zellproliferation und Matrixsynthese. Nach initialen Transduktionsraten von über 90% in ATDC5-Zellen und CZ blieb die Expression der Markergene auch im Langzeitverlauf konstant (ATDC5: 52 Wochen 94,7±0,6%; CZ: 15 Wochen 75,7±14,2%). Das therapeutische Gen BMP2 wurde exprimiert und führte zu einer deutlich gesteigerten Proliferationsrate, Synthese von Proteoglykanen und Alkalischer Phosphatase. Durch seine hohen und im Zeitverlauf stabilen Transduktionsraten stellt das beschriebene Vektorsystem ein geeignetes Vehikel für weitergehende Studien zur Knorpelregeneration dar. Since efficient transfer of foreign genes into primary articular chondrocytes (CC) is difficult, a VSV.G pseudotyped retroviral vector (bullet) was developed for marker and growth factor gene transfer. Transduction efficiency, BMP2 expression, cell proliferation and matrix synthesis were analysed in the following. After initial transduction rates of more than 90% in ATDC5 cells and CC, expression of marker genes remained constantly high over the time (ATDC5: 52 weeks 94,7±0,6%; CC: 15 weeks 75,7±14,2%). The growth factor gene BMP2 was expressed and led to a considerable increase in proliferation rate, proteoglycan and alkaline phosphatase production. The described retroviral vector system achieved high initial transduction rates in ATDC5 cells and CC. Gene transfer was very stable over the time period analysed, rendering it a useful tool for future in vitro and in vivo studies on cartilage remodelling.