Einfluss von fokalen metallischen Implantaten auf die Beschaffenheit von Knorpel im porcinen Kniegelenk

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.