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Fragestellung: Ziel der Studie ist die Testung eines mit Chondrozyten besiedelten mikroporösen Scaffolds auf beta-Tricalciumphosphatbasis für das Tissue Engineering bei osteochondralen Defekten in der Tierstudie.

Methodik: Als Implantate dienten zylindrische beta-Tricalciumphosphat (TCP)-Formkörper mit 7mm Durchmesser und 25mm Länge. Diese offenporigen 3D-beta-Trialciumphosphat-Scaffolds (Mikroporen 5µm, Porosität 40%, axiale Versagenslast 7200N/cm²) wurden mit autologen Knorpelzellen in vitro beimpft und für 4 Wochen kultiviert. Die Implantate wurden in geschaffene Defekte (Durchmesser 7mm) im medialen Femurkondylus des Schafsknies eingebracht. Das Implantat wurde mit Synovialmembran gelenkseitig abgedeckt. Beim rechten Knie diente ein Leerloch gleicher Maße als Kontrolle. 28 Schafe wurden in 6-, 12-, 26- und 52-Wochengruppen zu je 7 Tieren aufgeteilt. Im biomechanischen Indentationsversuch wurde die Eindringprüfung mit einem kugelförmigen (Ø 3mm) Eindringkörper Weg-geregelt (200 Mikrometer). Es wurde die erreichte Kraft, die absorbierte Energie und die Kontaktsteifigkeit gemessen. Die unentkalkten Knochenproben wurden in Trenn-Dünnschliff-Technik zu histologischen Präparaten verarbeitet. Es wurde eine Beurteilung des neugebildeten Knorpels nach dem ICRS Score und eine histomorphometrische Analyse vorgenommen. Statistische Analyse: T-Test, Mann-Whitney-U-Test, Wilcoxon-Test mit statistischer Signifikanz p<0,05.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Im Indentationsversuch tolerierte der transplantierte Bereich nach 6 Wochen eine Kraft von 0,05±0,23N, nach 12 Wochen 0,12±0,07N, nach 26 Wochen 0,24±0,23N und nach 52 Wochen 0,27±0,11N versus 0,30±0,12N beim gesunden Knorpel. Die Zunahme der tolerierten Kraft war hochsignifikant (p<0,0001). Ebenso nahm die Kontaktsteifigkeit von 0,87±0,29N/mm nach 6 Wochen auf 3,14±0,86N/mm nach 52 Wochen mit hochsignifikanter Steigerung (p<0,0001) zu. Die absorbierte Energie stieg signifikant (p=0,02) von 0,74±0,38mNmm nach 6 Wochen auf 2,82±1,35mNmm nach 52 Wochen. In der ICRS Visual Histological Assessment Scale (max. 18 Punkte) erreichte der Randbereich des transplantierten Areals nach 6 Wochen 7 Punkte und nach 52 Wochen 16 Punkte. Dagegen stagnierte das Zentrum des Transplantationsareales bei 6 Punkten. Die histomorphometrische Beurteilung ergab, dass nach 6 Wochen 1,27±1,89% des TCP resorbiert und knöchern ersetzt waren. Nach 6 Wochen waren es 1,27±1,89%, nach 12 Wochen 23,66±6,34%, nach 26 Wochen 71,60±20,84% und nach 52 Wochen 76,06±18,05%. Die Zunahme der Resorption und des knöchernen Ersatzes über den Beobachtungszeitraum war hochsignifikant (p<0,000). In der Schafstudie ähneln die biomechanischen Eigenschaften des Regenerates auf TCP nach 52 Wochen denen des natürlichen Knorpels. Im ICRS-Score wird nicht das morphologische Bild des gesunden Knorpels erreicht. Das TCP als knöcherner Ersatz wird resorbiert und knöchern ersetzt.