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The impact of PTH on the healing of the tendon-to-bone insertion site - A rodent model

Applicant Dr. Martin Husen
Subject Area Orthopaedics, Traumatology, Reconstructive Surgery
Term from 2021 to 2023
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 466023693
 
Final Report Year 2024

Final Report Abstract

Reparatur, Rekonstruktion und, wenn notwendig, Ersatz von verletztem hyalinem Gelenkknorpel und Meniskusgewebe stellen entscheidende Therapieschritte mit dem Ziel des Gelenkerhalts dar. Ferner dient die Vermeidung von verletzungsträchtigem Verhalten, sowie die Schaffung biomechanisch optimierter Gelenkachsen, der Prävention von schwerwiegender Destruktion dieser postmitotischen Gewebe und dient somit dem Gelenkerhalt. Angesichts der langfristigen degenerativen Folgen einer teilweisen oder vollständigen Meniskektomie stellt die Meniskus-Allograft-Transplantation (MAT) eine effektive Methode dar, um die physiologischen biomechanischen Verhältnisse im Kniegelenk wiederherzustellen. MAT zeigte gute bis ausgezeichnete klinische Ergebnisse bei einer durchschnittlichen Nachuntersuchung von 7 Jahren. Eine niedrige ICRS-Läsionsklasse war mit einer höheren klinischen und anatomischen Überlebensrate verbunden. Patienten mit gleichzeitiger OCA-Transplantation (osteochondraler Allograft) haben ein höheres Risiko für klinisches und anatomisches Versagen, berichten jedoch trotzdem über signifikant verbesserte Patient Reported Outcome Measures (PROMs). Diese Ergebnisse legen nahe, dass MAT sowohl isoliert als auch in komplexen Fällen mit ≥1 gleichzeitigen Eingriffen langanhaltende positive Auswirkungen hat. Bei MAT handelt es sich um kryokonserviertes Gewebe, das nur ein geringes zelluläres Repopulationspotential aufweist. Werden MAT mit allogenen mesenchymalen Stromazellen (MSCs) injiziert kommt es zu einer zellulären Besiedlung und Durchwanderung des Transplantats. Wir konnten zeigen, dass es im Verlauf von 28 Tagen zu einer Migration der injizierten Zellen kam und diese im in-vitro Versuch vital blieben. Ferner konnten wir nachweisen, dass der Meniskus durch das entwickelte vertikale Injektionsmuster nicht biomechanisch geschwächt wird und somit kein erhöhtes Risiko für postinterventionelle Meniskusrisse besteht. Um diesen Beweis führen zu können entwickelten wir einen robotischen, biomechanischen Versuchsaufbau, mittels dessen reproduzierbar Meniskusrisse in einem intakten anatomischen Präparat induziert werden können. In Fällen von weniger schwerwiegenden Meniskusrissen ist die chirurgische Meniskusnaht der Goldstandard. Diese ist in der klinischen Praxis, in Abhängigkeit von der Lokalisation und Konfiguration des Risses, mit einer zum Teil hohen Versagensrate belegt. Ein möglicher Lösungsansatz besteht in der pharmakologischen Behandlung des Meniskus zum Zeitpunkt der Operation. Verteporfin inhibiert die YAP (yes-associated protein) Funktion und nimmt somit Einfluss auf die Geweberegeneration. Die mechanische Elastizität oder Steifheit der extrazellulären Matrix (ECM) moduliert die Aktivität von YAP (Yes-associated protein) zur Regulation der Differenzierung von Stammzellen während der Entwicklung und Defektregeneration von Knorpelgewebe. Wir haben dieses Prinzip im Rahmen der Meniskusregeneration angewendet und eine signifikant verbesserte Heilung von Meniskusrissen im in-vitro Modell nachgewiesen. So war die im biomechanischen Versuchsaufbau benötigte Kraft zum Aufbruch der Gewebeverbindungen in der mit Verteporfin behandelten Versuchsgruppe fast doppelt so groß wie in der unbehandelten Kontrollgruppe.

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