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Der subchondrale Knochen nach markraumeröffnenden Verfahren: Eine Mikro-CT Untersuchung im Schafmodell
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Authors
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P. Orth
- Universitätsklinikum des Saarlandes, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg/Saar, Germany
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L. Göbel
- Universitätsklinikum des Saarlandes, Experimentelle Orthopädie und Arthroseforschung, Homburg/Saar, Germany
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U. Wolfram
- Universität Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm, Germany
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S. Gräber
- Universitätsklinikum des Saarlandes, Institut für Biometrie, Epidemiologie und Informatik, Homburg/Saar, Germany
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D.M. Kohn
- Universitätsklinikum des Saarlandes, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Homburg/Saar, Germany
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H. Madry
- Universitätsklinikum des Saarlandes, Experimentelle Orthopädie und Arthroseforschung, Homburg/Saar, Germany
| Published: | October 18, 2011 |
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Fragestellung: Die rekonstruktive Therapie von Knorpeldefekten führt zu Veränderungen des subchondralen Knochens, beispielsweise nach markraumeröffnenden Verfahren (MEV). Ziel der Arbeit war, ein reproduzierbares mikro-computertomographisches (µCT) Analyseverfahren im Schafmodell nach MEV zu entwickeln und zu validieren.
Methodik: Chondrale vollschichtige Defekte (6 x 8 mm) der medialen Femurkondylen von 19 Schafen wurden mit je 6 Pridie-Bohrungen (Ø 1,0 mm) therapiert und 6 Monate postoperativ per µCT analysiert (Skyscan 1172, Belgien). Der medial und lateral an die Defekte angrenzende subchondrale Knochen sowie unbehandelte Kondylen (n=2) dienten als Kontrollen. Zwei unabhängige Untersucher bestimmten folgende subchondrale volumes of interest (VOI): Knochenlamellen-Defektzone (KD), laterale Knochenlamelle (KL), mediale Knochenlamelle (KM), Spongiosa-Defektzone (SD) sowie laterale (SL) und mediale subchondrale Spongiosa (SM) und erhoben die µCT-Parameter bone mineral density (BMD), percent bone volume (BV/TV), bone surface/volume ratio (BS/BV), bone surface density (BS/TV), trabecular pattern factor/thickness/number/separation (Tb.Pf, Tb.Th, Tb.N, Tb.Sp), structure model index (SMI), degree of anisotropy (DA) und fractal dimension (FD). Die Reproduzierbarkeit der VOI-Definition zwischen den Untersuchern wurde in den VOI KL, KM, SL und SM getestet. In der subchondralen Spongiosa unbehandelter Kondylen untersuchten wir zusätzlich, ob diese Parameter von apikal nach basal variieren. Per Mann-Whitney- und Wilcoxon-Test wurde die Signifikanz der Unterschiede zwischen der Defektzone (KD oder SD) und den benachbarten Regionen (KL/KM bzw. SL/SM) sowie zwischen den lateralen (KL/SL) und medialen VOI (KM/SM) ermittelt (Signifikanzniveau 0,05).
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die statistische Vergleichsanalyse zeigte, dass beide Untersucher identische VOI definierten (p>0,06 für BV/TV, BS/BV, BS/TV, Tb.Pf, Tb.Th und Tb.Sp). Die Knochenstruktur innerhalb der subchondralen Spongiosa gesunder Kontrolltiere variierte nicht von apikal nach basal (Ausnahme: Tb.Pf, SMI). Die meisten Parameter waren im Vergleich zwischen lateral (KL/SL) und medial (KM/SM) unverändert. MEV führten zu signifikanten Veränderungen aller Parameter der KD verglichen mit den benachbarten Knochenlamellen (KL/KM; alle p<0.04), mit Ausnahme von DA. Die angebohrte SD wies gegenüber SL/SM signifikante Unterschiede für BV/TV, BS/BV, Tb.Pf, Tb.Th, Tb.Sp, DA und FD auf (alle p<0,04). MEV führten insbesondere zur signifikanten (je 0,9-fachen) Verminderung der BMD innerhalb der Defekte im Vergleich zu benachbarten Knochenlamellen (KL/KM) und Spongiosa (SL/SM; beide p<0,0001).
Schlussfolgernd ist die hier beschriebene Methode der µCT-Untersuchung des subchondralen Knochens im Schafmodell reproduzierbar. MEV führen zu signifikanten Veränderungen von mikrotomographischen Parametern des kortikalen und spongiösen subchondralen Knochens, insbesondere zu einer signifikant verringerten Knochendichte (BMD, BV/TV) und Trabekeldicke (Tb.Th).
