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Titel:Untersuchung des Einflusses von Wachstumshormon HGF auf die Regenerationsfähigkeit des Gelenkknorpels nach Implantation autologer Knorpel-Knochen-Transplantate am Beispiel des Kniegelenkes des Schafes
Autor:Kleffner, Tim Oliver
Weitere Beteiligte: Tibesku, C.O. (Dr.)
Erscheinungsjahr:2009
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2009/0513
DOI: https://doi.org/10.17192/z2009.0513
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2009-05136
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):Influence of Hepatocyte Growth Factor on Ingrowth of Autologous Osteochondral Transplants in an Animal Model

Dokument

Schlagwörter:
HGF, Arthrose, Hyaliner Knorpel, Cartilage, Mosaicplasty, Mosaikplastik, Hepatozyten-Wachstumsfaktor, OAT, OAT, Osteochondral, HGF

Zusammenfassung:
Einleitung: Der menschliche Körper hat nur eine sehr geringe intrinsische Fähigkeit zur Regeneration von hyalinem Knorpel. Knorpeldefekte, beispielsweise des Kniegelenks, versucht man mittels Transplantation von Knorpel-Knochen-Zylindern aus gering belasteten Knorpelzonen in die Defekte in den Belastungszonen zu therapieren (osteo-chondrale Transplantation). In den vergangenen Jahren haben mehrere Studien den Ein-fluss von Wachstumshormonen auf die Regeneration von Knorpel zu beleuchten ver-sucht. Der zum jetzigen Zeitpunkt in den Mittelpunkt des Interesses gerückte „Hepatocyte Growth Factor“ (HGF) scheint unterstützend als Wachstumsfaktor auf die Knorpelregeneration zu wirken. In einem Kaninchenmodell konnte in vivo die Wirksamkeit des „Hepatocyte Growth Factor“ herausgestellt werden. Ziel: Im Rahmen dieses Versuchsvorhabens soll untersucht werden, ob die zwischen den osteochondralen Transplantaten liegenden Zwischenräume durch Zugabe von Wachstumshormonen (HGF) mit hyalinem Gelenkknorpel anstelle Faserknorpel auf-gefüllt werden können, oder ob zumindest ein gemischt fibrocartilaginärer Knorpel entsteht, dessen mechanische Eigenschaften dem Knorpel eines Gewicht tragenden Gelenkanteils annähernd nahe kommen. Bei der Auswertung der Studie stehen folgende Fragestellungen im Vordergrund: 1. Wirksamkeit der intraartikulären Zugabe von Hepatocyte Growth Factor zur auto-logen osteochondralen Transplantation 2. Histologische und immunhistologische Beurteilung des transplantierten und des ortsständigen umgebenden Knorpels sowie der Zwischenräume 3. Mögliche Nebenwirkungen der intraartikulären Gabe des Wachstumsfaktors im Schafmodell Methode: Beide Kniegelenke von acht Schafen wurden operiert, osteochondrale Zylinder aus der Femurkondyle einer Seite eines Kniegelenkes entnommen und in das kontralaterale Kompartiment desselben Kniegelenkes transplantiert. Die Schafe wurden dann in zwei Gruppen mit dann jeweils 16 Transplantaten aufgeteilt, wovon eine Gruppe dreimal pro Woche für insgesamt vier Wochen intraartikuläre HGF-Injektionen erhielt, in der Kontrollgruppe wurde isotone Kochsalzlösung injiziert. Nach einem Zeit-raum von drei Monaten wurden die Tiere getötet und die Kniegelenke histologisch untersucht. Ergebnisse: Die histologische Untersuchung zeigte ein komplettes Einwachsen der osteochondralen Transplantate im Knochenniveau, auf Höhe des Knorpels fand sich keinerlei Einwachsen oder Heilungstendenz. Die Bewertung des Knorpels nach einem modifizierten Mankin-Score ergab jedoch insgesamt geringere Anzeichen von De-generation in der HGF-Gruppe. Makroskopisch degenerative Veränderungen wie Bildung von Osteophyten, Knorpelverdickung und synoviale Proliferation konnten in keiner der Gruppen beobachtet werden. Schlussfolgerung: Diese Studie zeigt einen insgesamt positiven Effekt von HGF auf die Struktur von osteochondralen autologen Transplantaten, bei einem Untersuchungs-zeitraum von drei Monaten fand sich kein Einfluss auf die Heilung der Fissuren in den Randbereichen zwischen Transplantat und umgebendem Gelenkknorpel.

Summary:
Objectives: In recent years more and more studies tried to evaluate possible influences of different growth factors on hyaline cartilage regeneration. In a rabbit model, hepatocyte growth factor (HGF) was proven to increase the amount of hyaline-like chondrocytes in a mixed fibro-cartilaginous regenerate of small defects. The aim of the current study was to evaluate, whether intraarticular administration of HGF influences the ingrowth of osteochondral grafts in a sheep model. Methods: Both knee joints of eight sheep were opened surgically and osteochondral grafts were harvested and simultaneously transplanted to the contralateral compartment. The sheep were divided into two groups, resulting in 16 grafts per group. In one group HGF was administered by intraarticular injections given three times a week for four weeks. The control group received isotonic sodium chloride injections. The animals were sacrificed after three months. Results: Histological evaluation showed a complete ingrowth of the osseous part of the osteochondral grafts. A healing or ingrowth at the level of the cartilage could not be observed. Anyway, histological evaluation of the transplanted grafts according to Mankin revealed, that the cartilage of the HGF group showed less signs of degeneration than the control group. In the HGF group less cloning of chondrocytes and less irregularities of the articular surface were observed. No deleterious effects, such as osteophyte formation, cartilage thickening or synovial proliferation, were observed. Conclusion: In conclusion, HGF positively influenced the structure of the transplanted osteochondral graft, but could not diminish the fissures in the marginal zone of the grafts.


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