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4  Ergebnisse

4.1 Allgemeine Befunde

Nach 6, 12, 24 und 104 Wochen Standzeit konnten jeweils 6 Tiere und nach 52 Wochen 5 Tiere in der Endauswertung berücksichtigt werden.

Postoperativ war das linke Knie bei allen Tieren eingeschränkt beweglich, jedoch wurde ein normales Gangbild innerhalb der ersten zwei Wochen erreicht. Die Zugangswege der Arthrotomie bzw. Sehnenentnahmestellen heilten bei allen Tieren ohne Komplikationen ab.

Die makroskopische Inspektion der explantierten Kniegelenke zeigte bei allen Individuen eine intakte Synovialmembran des Transplantates mit geringen Entzündungszeichen und vermehrter Vaskularisation. Die stärksten Veränderungen wurden nach 6 Wochen gefunden und konnten nach 12 Wochen Standzeit nicht mehr nachgewiesen werden. Exemplarisch wurde ein natives VKB in Abb. 3 mit Bezeichnung der relevanten Strukturen dargestellt.


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4.2  Qualitative Betrachtung der MRT-Befunde im zeitlichen Verlauf

6 Wochen Standzeit

Nach 6 Wochen war das Signalverhalten gemischt mit hypo- und hyperintensen Anteilen im intraartikulärem Bandverlauf (Abb. 7a und 7b). Das als Referenz gewählte HKB stellte sich als eine dunkle, homogene Bandstruktur dar. Das Transplantat war relativ schwach sichtbar bzw. abgrenzbar, jedoch konnte die Applikation von Gd-DTPA eine Anreicherung von Bandanteilen erreichen und so die Darstellbarkeit des Transplantates deutlich verbessern bzw. ermöglichen (Abb. 7a und 7b). Insbesondere im ventralen Synovialschlauch des Transplantates konnte eine intensive Anreicherung (dunkle Pfeile) erzielt werden (Abb. 7b). Im mittleren Drittel war die Signalintensität stärker (heller) als in den proximalen bzw. distalen Anteilen des Bandes. Die Schraubenlager mit den biodegradierbaren Interferenzschrauben waren deutlich vom umliegenden Knochen abgrenzbar (Abb. 7a und 7b).

12 Wochen Standzeit

Im Vergleich zu den Befunden nach 6 Wochen Standzeit war das Signalverhalten homogener und die Signalintensität hyper- bis isointens (Abb. 8a und 8b). Das HKB stellte sich wieder als eine vollständig homogene Bandstruktur von dunklem Signalverhalten dar. Auch hier konnte das Kontrastmittel das VKB im gesamten Bandverlauf anreichern und die Darstellbarkeit verbessern (Abb. 8b). Die Signalintensität war, insbesondere im mittleren Anteil des Bandes, deutlich angestiegen (Abb. 8b). Der Durchmesser des Transplantates war im Vergleich zu den Befunden nach 6 Wochen Standzeit grösser (Abb. 7b und 8b).

24 Wochen Standzeit

Nach 24 Wochen war die Signalintensität iso- bis hypointens und besonders an den tibialen Insertionsstellen gering ausgeprägt. Das native VKB war gut darstellbar und abgrenzbar, wobei die Applikation von Gd-DTPA keine wesentlichen Zusatzinformationen erbrachte (Abb. 9a und 9b). Insgesamt war die Signalintensität aller Bandanteile deutlich rückläufig. Das Signalverhalten des Transplantates wurde homogener und dunkler. Bemerkenswert waren die weit vorangeschrittenen Auflösungsvorgänge der biodegradierbaren Interferenzschrauben in beiden Schraubenlagern (Abb. 9a und 9b).

52 Wochen Standzeit


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Das VKB war nach 52 Wochen relativ homogen hypointens. Die Infusion von Gd-DTPA erbrachte keine Anreicherung des Kontrastmittels (Abb. 10a und 10b). Im Vergleich zum HKB waren im Bezug zum Signalverhaltens keine Unterschiede zum Transplantat erkennbar. Die Schraubenlager waren deutlich kleiner geworden, wobei die biodegradierbaren Interferenzschrauben offenbar aufgelöst waren (Abb. 10a und 10b).

104 Wochen Standzeit

Nach 104 Wochen Standzeit ergaben sich morphologisch keine Unterschiede im Vergleich zum Befund nach 52 Wochen. Das Kontrastmittel erzielte keine Anreicherungen entlang des VKB oder innerhalb der Bandstruktur (Abb. 11a und 11b).


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Abb. 7: a.) Sagitaler MR-Scan in T1-Wichtung mit Darstellung des nativen VKB nach 6 Wochen Standzeit
b.) Sagitaler MR-Scan in T1-Wichtung mit Gd-DTPA. Nach 6 Wochen Standzeit zeigte das VKB ein inhomogenes Signalverhalten mit hypo- und hyperintensen Bereichen. Hervorzuheben sei die Kontrastmittelanreicherung im ventralen Synovialschlauch (Pfeile).


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Abb. 8: a.) Sagitaler MR-Scan in T1-Wichtung mit Darstellung des nativen VKB nach 12 Wochen Standzeit.
b.) Sagitaler MR-Scan in T1-Wichtung mit Gd-DTPA. Nach 12 Wochen zeigte das VKB ein homogeneres Signalverhalten mit hyper- bis isointensen Bereichen.


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Abb. 9: a..) Sagitaler MR-Scan in T1-Wichtung mit Darstellung des nativen VKB nach 24 Wochen Standzeit. Die Auflösung der biodegradierbaren Schrauben ist weit vorangeschritten.
b.) Sagitaler MR-Scan in T1-Wichtung mit Gd-DTPA. Nach 24 Wochen Standzeit stellte sich das VKB iso- bis hypointens dar. Die niedrige Signalintensität im Bereich der tibialen Insertion sei hervorzuheben.


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Abb. 10: a.) Sagitaler MR-Scan in T1-Wichtung mit Darstellung des nativen VKB nach 52 Wochen Standzeit
b.) Sagitaler MR-Scan in T1-Wichtung mit Gd-DTPA nach 52 Wochen Standzeit. Es zeigte sich keine Kontrastmittelanreicherung. Das Transplantat stellte sich hypointens dar


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Abb. 11: a.) Sagitaler MR-Scan in T1-Wichtung mit Darstellung des nativen VKB nach 104 Wochen Standzeit.
b.)Sagitaler MR-Scan in T1-Wichtung mit Gd-DTPA. Nach 104 Wochen Standzeit zeigte sich keine Kontrastmittelanreicherung. Das Transplantat stellte sich hypointens dar.


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4.3  Betrachtung der Signalintensität im zeitlichen Verlauf

Die Signalintensität des Transplantates stieg 6, 12, 24 und 52 Wochen postoperativ nach Applikation des Kontrastmittels im Vergleich zum nativen VKB signifikant an (Abb. 13b).

Zwischen der 6 und 12 postoperativen Woche waren keine signifikanten Unterschiede im Signalverhalten feststellbar, jedoch war der Unterschied des S/N zwischen der 12 und 24 Woche deutlich erkennbar (Abb. 13b). Nach der 24 postoperativen Woche nahm die Signalintensität weiter kontinuierlich ab. Der S/N des nativen VKB bzw. des Transplantates nach 52 und 104 Wochen war vor und nach Gabe von Gd-DTPA nicht signifikant verschieden. Nach 104 Wochen war der S/N ebenfalls nicht signifikant verschieden zum nativen VKB. Im zeitlichen Verlauf zeigte der S/N ohne Kontrastmittel nur einen signifikanten Signalanstieg nach 6 und 12 Wochen im Vergleich zum nativen VKB (Abb. 13a). Zwischen der 6 und 12 Woche konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede nachgewiesen werden, aber zwischen der 12 und 24 Woche (Abb. 13a). Die Abnahme der Signalintensität zwischen der 24 und 52 Woche bzw. der 52 und 104 Woche waren nicht signifikant verschieden. Nach einer Standzeit von 6, 12 und 24 Wochen waren die Unterschiede des Signal/Noise-Quotient S/N in der Mitte des VKB-Ersatzes signifikant (p = 0.028) (Abb. 12). Aufstellung der einzelnen Werte in Tab. 1 und 2.


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Tabelle 1: Ergebnisse der nativen Signalintensitätsmessung. Der Signal/Noise-Quotient (S/N) wurde in Abhängigkeit von der Standzeit und Lokalisation der Messbereiche bestimmt. Die Daten wurden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt.

Messbereich

VKB kontralat.

N = 6

6 Wochen

N = 6

12 Wochen

N = 6

24 Wochen

N = 6

52 Wochen

N = 5

104 Wochen

N = 6

Femoral

1.5 ± 0.7

4.2 ± 1.0

5.6 ± 1.2

3.4 ± 1.4

2.8 ± 1.0

1.8 ± 0.8

Mitte

1.3 ± 0.6

4.8 ± 1.3

5.6 ± 1.4

2.5 ± 1.1

2.6 ± 1.4

1.9 ± 1.1

Tibial

1.7 ± 0.5

5.0 ± 1.6

4.7 ± 1.2

1.7 ± 0.9

1.4 ± 0.7

1.2 ± 0.7

Tabelle 2: Ergebnisse der Signalintensitätsmessung mit Gd-DTPA. Der Signal/Noise-Quotient (S/N) wurde in Abhängigkeit von der Standzeit und Lokalisation der Messbereiche bestimmt. Die Daten wurden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt.

Messbereich

VKB kontralat.N = 6

6 Wochen

N = 6

12 Wochen

N = 6

24 Wochen

N = 6

52 Wochen

N = 5

104 Wochen

N = 6

Femoral

1.5 ± 0.6

9.8 ± 3.2

9.3 ± 2.6

5.9 ± 2.6

2.5 ± 0.7

1.3 ± 0.9

Mitte

1.2 ± 0.6

9.0 ± 2.2

9.2 ± 3.1

4.7 ± 1.3

2.3 ± 0.6

1.4 ± 0.7

Tibial

1.4 ± 0.7

7.9 ± 1.9

8.4 ± 1.7

2.9 ± 0.7

1.4 ± 0.6

1.2 ± 0.7


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Abb. 12: Veränderung der Signalintensität (S/N) in der Mitte des VKB-Ersatzes nativ und mit Gd-DTPA gemessen.

Daten wurden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. * = Signifikanter Unterschied vor und nach Gabe des Kontrastmittels. (p ≤ 0.05, Wilcoxon Test).


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Abb. 13: a:) Veränderung der Signalintensität (S/N) an drei verschiedenen Positionen des VKB-Ersatzes nativ gemessen. Daten wurden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Angegeben wurden die Wahrscheinlichkeitsniveaus des S/N der mittleren Lokalisation. * = Signifikanter Unterschied zwischen nativem VKB und nach jeweiliger Standzeit.
b.) Veränderung der Signalintensität (S/N) an drei verschiedenen Positionen des VKB-Ersatzes mit Gd-DTPA gemessen. Daten wurden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Angegeben wurden die Wahrscheinlichkeitsniveaus des S/N der mittleren Lokalisation. * = Signifikanter Unterschied zwischen nativem VKB und nach jeweiliger Standzeit.


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4.4  Ergebnisse der biomechanischen Testung

Die Messungen der Querschnittsfläche zeigten anfangs keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Transplantat der rekonstruierten Kniegelenke (Zeitpunkt „0“), dem intakten VKB und dem Achillessehnentransplantat (Tab. 3). Das Transplantat atrophierte von 27.9 ± 4.9 mm2 nach 6 Wochen Standzeit auf 18.9 ± 8.6 mm2 (p = 0.041). Nach 12 Wochen war eine Hypertrophie (37.5 ± 7.5 mm2, p = 0.003) zu messen. Sodann verringerte sich die Querschnittsfläche wieder (Tab. 3). Beim Versagenstest zum Zeitpunkt „0” rissen alle Transplantate aus dem tibialen oder femoralen Bohrtunnel aus. Nach 6 Wochen Standzeit versagten zwei Transplantate im mittleren Bandabschnitt und vier im Bereich der tibialen Insertion. Nach 12 Wochen rupturierten die Transplantate im Bereich der tibialen oder femoralen Insertion und nach 24 bzw. 52 Wochen riss das VKB vorwiegend an den tibialen Insertionspunkten ab. Nach 104 Wochen Standzeit versagten zwei Transplantate im mittleren Bereich und vier rissen im Bereich der tibialen Insertion ab. Die intakten kontralateralen VKB´s versagten hauptsächlich im mittleren Bereich (N = 8) oder durch knöchernen Ausriss femoral (N = 4). Die Spannung des Achillessehnentransplantates (39.8 ± 7.8 MPa) entsprach 74.1 % vom intakten VKB (53.6 ± 13.6 MPa). Die maximale Reißkraft bis zum Versagen des Bandes der VKB-Rekonstruktion (267 ± 82 N) entsprach 17.6 % vom intakten VKB (1513.3 ± 180.3 N). Nach 52 Wochen erreichte die Spannung (25.4 ± 10.8 MPa) 63.8 % und 47.4 % vom Achillessehnentransplantat bzw. intaktem VKB und eine maximale Reißkraft von 684.9 ± 252.8 N entsprechend 61.2 % und 47.4 %. Im Vergleich zur VKB-Rekonstruktion erreichte die maximale Reißkraft sogar 256.5 %. Nach 6 Wochen Standzeit (2.7 ± 0.9 MPa) betrug die Spannung nur 6.8 % der des Achillessehnentransplantates (Tab. 3). Alle Spannungs- bzw. Reißkraftwerte zwischen der VKB-Rekonstruktion und den Ergebnissen nach 52 Wochen Standzeit waren signifikant verschieden im Vergleich zu den Werten des Achillessehnentransplantates und dem intakten VKB. Die Ergebnisse der Steifigkeit zwischen der VKB-Rekonstruktion und nach 52 Wochen Standzeit waren signifikant niedriger im Vergleich zum intakten VKB. Die Steifigkeit nach 6 Wochen Standzeit (14.4 ± 5.5 N/mm) war signifikant niedriger als die der VKB-Rekonstruktion (41.2 ± 13 N/mm), wobei nach 52 Wochen Standzeit die Steifigkeit signifikant höher war (90.5 ± 30.3 N/mm). Im Vergleich waren die Daten nach 104 Wochen Standzeit nicht [Seite 44↓]signifikant verschieden zu denen nach 52 postoperativen Wochen (Tab. 3).

Tabelle 3: Ergebnisse der biomechanischen Testung. Die Daten werden als Mittelwert ± Standard-abweichung dargestellt.

Standzeit (Wochen)

Max. Versagenslast(N)

Steifigkeit (N/mm)

Querschnitts-fläche (mm2)

Reißfestigkeit (MPa)

0 (N = 10)

267 ± 82 *°

41.2 ± 13 *

24.4 ± 3.6

10.7 ± 4.5

6 (N = 6)

44.8 ± 4 *°”

14.4 ± 5.5 *”

18.9 ± 8.6 *°

2.7 ± 0.9 *°

12 (N = 6)

237.8 ± 59.8 *°

51.2 ± 11.2 *

37.5 ± 7.5

6.3 ± 1.1 *°

24 (N = 6)

313.8 ± 164.4 *°

58.6 ± 25.9 *

29.5 ± 9.8 °

10.1 ± 2.8 *°

52 (N = 5)

684.9 ± 252.8 *°”

90.5 ± 30.3 *”

27.8 ± 7

25.4 ± 10.8 *°

104 (N = 6)

669.7 ± 283.3 *°”

99.5 ± 50 “

25.3 ± 8.7

23.2 ± 8.7 *°

Intaktes VKB (N = 12)

1513.3 ± 180.3 °”

143.9 ± 16.1 “

35 ± 1.8

53.6 ± 13.6 °

Achillessehnen-transplantat (N = 12)

1120.1 ± 223.4 *”

-

27.9 ± 4.9

39.8 ± 7.8 *

Signifikant unterschiedlich vom intakten VKB (*), dem Achillessehnentransplantat (°), und der VKB-Rekonstruktion zum Zeitpunkt 0 (“) (p ≤ 0.05, Mann-Whitney-U Wilcoxon rank sum test).

4.5 Statistische Korrelation der Signalintensität mit biomechanischen Parametern

Die Korrelationsanalyse zeigte eine signifikante negativ lineare Korrelation zwischen dem Signal/Noise-Quotienten (vor und nach Gabe von Gd-DTPA) und allen biomechanischen Parametern (Tab. 4). Die stärksten Korrelationen wurden zwischen der Spannung bzw. Versagenslast und dem S/N gefunden. Die schwächste Korrelation dagegen zwischen der Steifigkeit und dem S/N. Ohne Gd-DTPA wurden die stärksten Korrelationen zwischen der Versagenslast bzw. Spannung und dem S/N im Bereich der tibialen Insertion gefunden. Auf der anderen Seite wurden mit Gd-DTPA die stärksten Korrelationen zwischen der Versagenslast bzw. Spannung und dem S/N aller 3 gemessenen Lokalisationen gefunden (Abb. 14, Tab. 4). Im Allgemeinen waren die Korrelationskoeffizienten grösser, wenn Gd-DTPA als Kontrastmittel infundiert wurde (Tab. 4).


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Tabelle 4: Ergebnisse der Spearman Rho Korrelationsanalyse (α = 0.05). Die Daten wurden als Korrelationskoeffizienten zweier korrespondierender Parameter dargestellt.

Messmethode

Messbereich

Versagenslast

Reißfestigkeit

Steifigkeit

S/N in der T1-Wichtung

Femoral

-0.606 (p < 0.0001)

-0.607 (p < 0.0001)

-0.466 (p = 0.011)

 

Mitte

-0.658 (p < 0.0001)

-0.686 (p < 0.0001)

-0.543 (p = 0.002)

 

Tibial

-0.733 (p < 0.0001)

-0.749 (p < 0.0001)

-0.592 (p = 0.001)

 

S/N in der T1-Wichtung mit Gd-DTPA

Femoral

-0.736 (p < 0.0001)

-0.741 (p < 0.0001)

-0.65 (p < 0.0001)

 

Mitte

-0.711 (p < 0.0001)

-0.773 (p < 0.0001)

-0.642 (p < 0.0001)

 

Tibial

-0.701 (p < 0.0001)

-0.741 (p < 0.0001)

-0.617 (p < 0.0001)

 

Abb. 14: Lineare Korrelationen. Dargestellt wurde der S/N mit Gd-DTPA vs. Versagenslast in verschiedenen Messbereichen des vorderen Kreuzbandes.


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04.08.2004