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Qualität von Knorpelreparaturgewebe auch ohne Operation bestimmbar

(Wien, 04-04-2012) Ein Team der MedUni Wien unter der Projektleitung von Sebastian Apprich von der Universitätsklinik für Radiodiagnostik am Exzellenzzentrum Hochfeld-Magnetresonanz hat jetzt in einer Kooperation mit der Universitätsklinik für Orthopädie herausgefunden, dass man die Qualität von Knorpelgewebe auch ohne operativen Eingriff bestimmen kann: Mit Hilfe der Diffusionsbildgebung in einem 3Tesla-Scanner lässt sich die Knorpelqualität viel schonender bestimmen.

Die operative Therapie von Knorpeldefekten ist ein vergleichsweise junges Forschungsfeld. Unterschiedliche Operationsmethoden haben sich in den letzten Jahren entwickelt, jedoch besteht in der orthopädischen Fachwelt keine einhellige Meinung über die beste Therapieform. Mitentscheidend für das langfristige postoperative Resultat und damit das Wohl des Patienten, ist die Qualität des neu entstehenden Knorpelreparaturgewebes. Um diese definitiv beurteilen zu können, ist heutzutage eine Biopsie, und damit ein weiterer operativer Eingriff nötig.

Im Exzellenzzentrum Hochfeld-Magnetresonanz unter der Leitung von Siegfried Trattnig wird seit Jahren an der Entwicklung nicht-invasiver Untersuchungsmethoden gearbeitet, um die einzelne Bestandteile, und damit die Qualität des Gelenksknorpel messbar darstellen zu können. Apprich: „Wir beschäftigen uns mit Fragen wie ‚Wie ist der Wassergehalt?‘ ‚Wie sieht die kollagene Faserstruktur aus?‘ ‚Wie hoch ist der Gehalt an Proteoglykanen?‘“ Das alles sind Bestandteile des Gelenksknorpel, die entscheidend zu seiner einzigartigen Funktion beitragen.

In der aktuellen Arbeit haben die WissenschafterInnen die derzeit zwei gängigsten Operationsmethoden für Knorpeldefekte am Sprunggelenk nachuntersucht. Die aufwendigere und teurere Methode besteht aus einer Knorpelzellentnahme, einer anschließenden Züchtung und Vermehrung im Labor, und schließlich einer Re-Implantation in den Defekt. Bei der anderen Methode, der sogenannten Knochenmark stimulierenden Methode, werden Löcher in den darunterliegenden Knochen gebohrt, ähnlich einem Sieb. Das durch diese Löcher austretende Blut bildet einen Blutschwamm im Defekt und wird im Verlauf zu einem Knorpelreparaturgewebe umgebaut.

Mit Hilfe der Diffusionsbildgebung konnten die WissenschafterInnen statistisch signifikante Unterschiede in der Ultrastruktur des Knorpelreparaturgewebes nach diesen zwei unterschiedlichen Operationsmethoden nachweisen, während herkömmliche morphologische und klinische Untersuchungen keinen Unterschied zeigten.

Apprich: „Mit der Diffusionsbildgebung konnten wir zeigen, dass das Knorpelreparaturgewebe nach der aufwendigeren Knorpelzelltransplantation mehr dem normalen, gesunden hyalinen Gelenksknorpel entspricht, als jenes nach der Knochenmark stimulierenden Methode.“
Eine andere Anwendungsmöglichkeit dieser speziellen Bildbebungstechnik besteht natürlich auch in der präventiven Abklärung von Gelenksschäden, welche aufgrund der sehr eingeschränkten Regenerationsfähigkeit des Knorpels in Zukunft eine entscheidende Rolle in der Arthrosebehandlung spielen könnte, so der Wissenschafter.

Service: Journal of Osteoarthritis and Cartilage
“Assessment of articular cartilage repair tissue after matrix-associated autologous chondrocyte transplantation or the microfracture technique in the ankle joint using diffusion weighted imaging at 3Tesla.” S. Apprich, S. Trattnig, G. Welsch, I. Noebauer-Huhmann, M. Sokolwski, C. Hirschfeld, D. Stelzeneder, S. Domayer.