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9  Zusammenfassung und Perspektiven

In der vorliegenden Untersuchung zum Einwachsverhalten einer autologen vorderen Kreuzbandplastik am Kaninchenmodell konnte der Einfluss und die Wirkung von manipulativ wirkenden Faktoren auf die Ausbildung eines stabilen Bindegewebsregenerates belegt werden. Sowohl der fibrinstabilisierende Faktor XIII als auch die eingesetzte Transplantat-Splitting-Technik zeigten eine positive Wirkung auf den Ein- und Umbau sowie den biomechanischen Ausrissfestigkeiten der Transplantate.

Es konnte nachgewiesen werden, dass sich durch den operativen Eingriff die Faktor XIII-Plasmakonzentration signifikant verringerte und ohne Substitution erst nach 14 Tagen eine Normalisierung des Plasmaspiegels auftrat. Durch eine frühzeitige Substitutionstherapie wurde ein physiologischer Plasma-spiegel bereits 3 Tage nach der Operation erreicht.

Die Einsprossung von Fibroblasten und Osteoblasten im physiologischen Ablauf der Bindegewebsheilung mit Vernetzung der Fibrin-Kollagen-Matrix wird durch die Faktor XIII-Konzentration unterstützt. Die Transplantate zeigten in Abhängigkeit der Faktor XIII-Konzentration signifikante zellulär-morphologische Veränderungen. Die ossäre Integration der Knochenblöcke von den Transplantaten wurde durch die frühzeitige Faktor XIII-Gabe stimuliert und zeigte sich in einer erhöhten Ausrissfestigkeit. Es erscheint aus diesem Grund die Normalisierung des Faktor XIII-Spiegels als ein wesentlicher Parameter bei der Bindegewebsheilung.

Die neuartig entwickelte Transplantat-Splitting-Technik erwies sich für den Transplantatumbau als vorteilhaft. Eine Schwächung der mechanischen Belastbarkeit durch das Spalten der Kollagenfasern wurde nicht beobachtet. Mit dieser Transplantatbearbeitung wurde die Grundlage für eine frühzeitige synoviale Ernährung der Bündel gewährleistet. Durch die artifizielle Gewebsläsion werden reparative Vorgänge beschleunigt.

Die alleinige Wirkung des Faktor XIII spielt vor allem in der Frühphase eine stimulierende Rolle auf die Initiierung der Umbauvorgänge und der ossären Intergration der Knochenblöcke. Mittel- und langfristig wird die Ausbildung von belastungsstabilen Kollagenfibrillen durch andere weitestgehend unbekante Einflussfaktoren bestimmt.

Die Kombination der Faktor XIII-Gabe mit der Transplantat-Splitting-Technik zeigte in der Langzeitbeobachtung die signifikant höchste mechanische Festigkeit.


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Obwohl die Transplantate einem erheblichen morphologischen und biochemischen Umbauprozess unterliegen, konnten auch durch Einsatz der Transplantat-Splitting­Technik und der Faktor XIII Gabe nur etwa 3/4 der maximalen mechanischen Ausrissfestigkeit des vorderen Kreuzbandes erreicht werden. Welche Mechanismen die Ausbildung von dünnen Kollagenfibrillen, veränderter Konzentrationen an nichtreduzierbaren Quervernetzungen und vermehrter Kollagen-Typ III Expression fördern, ist weiterhin unklar und bleibt Aufgabe zukünftiger wissenschaftlicher Untersuchungen.

Für die klinische Praxis können folgende Schlussfolgerungen formuliert werden:

Die Standardversorgung des vorderen Kreuzbandersatzes, wie sie erstmalig von CAMPBELL (1939) mit einem frei transplantierten zentralen Patellar-sehnenstreifen beschrieben wurde, unterliegt einer Kaskade von morpho-logischen Veränderungen, die als Endresultat ein kreuzbandähnliches Substrat bildet. Die vergleichende experimentelle Untersuchung konnte zeigen, dass der Einsatz von Faktor XIII in der postoperativen Frühphase die Umbauvorgänge stimulieren und die mechanische Ausrissfestigkeit erhöhen kann. Es stellt sich natürlich die Frage, ob ein routinemäßiger Einsatz dieses humanen Plasmakonzentrates gerechtfertigt ist. Sowohl die hohen Kosten als auch die Restgefahr der Übertragung von infektiösen Krankheiten relativiert den Aufwand und Nutzen. Jedoch können labormedizinische Kontrollen der Plasma XIII-Konzentration einen Hinweis auf erworbene Faktor-XIII-Mangelsyndrome objektivieren, die im Einzelfall eine Substitutionstherapie rechtfertigen.

Perspektivisch könnte sich jedoch mit einem hochpurifizierten rekombinant hergestellten Präparat eine klinische Relevanz ergeben. Der entsprechende Wirkungsnachweis unter systemischer Applikation konnte erbracht werden.

Die eingesetzte Transplantat-Splitting-Technik ist eine einfach durchführbare Technik, welche die Transplantatumbauprozesse unterstützt. Durch diese Transplantatpräparation wird die Oberfläche der Transplantate vergrößert und die Ernährung verbessert. Es konnte experimentell belegt werden, dass keine nennenswerte biomechanische Schwächung in der Frühphase auftritt, jedoch eine deutlich erhöhte Zellinfiltration und Zellmigration resultiert. Langfristig konnte biomechanisch durch diesen manipulativen Eingriff die größte Annäherung an das vordere Kreuzband erreicht werden. Auf der Grundlage der experimentell gewonnenen Daten kann die Transplantat-Splitting-Technik für die klinische Erprobung und Praxiseinführung empfohlen werden.


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Die Zukunft der modernen Kreuzbandchirurgie wird auf dem Gebiet der zellulär­molekularen Ebene sein. Zahlreiche experimentelle Untersuchungen ergaben neue therapeutische Ansätze, wie die externe Applikation von Wachstumsfaktoren (MAURI et al. 1997, SCHERPING et al. 1997, SCHMIDT et al. 1995), die Gentransfertechnik zur endogenen Produktion von Wachstumsfaktoren (HILDEBRAND et al 1999, MENETREY et al. 1999) und der selektiven Blockade der die Fibrollogenese hemmenden Proteoglykane (NAKAMURA et al. (2000) oder die mesenchymale Stammzelltherapie (WATANABE et al. 1998, YOUNG et al. 1998).

Die Entdeckung neuer Rezeptoren, wie des Östrogenrezeptors auf den Fibroblasten des vorderen Kreuzbandes (LIU et al. 1996) und dem Nachweis einer hormonellen Beeinflussung des Zellmetabolismus, ergeben neue Erklärungen des Einflusses von endogen und exogen verursachten Hormonschwankungen auf das Heilungspotential von Kreuzbandtrans-plantaten (YU et al. 1999, LIU et al. 1996, LIU et al. 1997).

Die Bindegewebsheilung von Sehnen und Bändern wird von einer Vielzahl von Einflussfaktoren bestimmt. Diese werden von genetisch determinierten Eigenschaften des Bindegwebes jedes Individuums selbst (GROOD et al. 1998), der Ausbildung von verschiedensten Rezeptoren der Wachstums-regulation (PANOSSIAN et al. 1997, SCIORE et al. 1998), den chemotaktischen Effekten der Zytokine (HANNAFIN et al. 1997) und der exogenen Wirkung von zyklischen Belastungen auf die Fibroblasten (HSIEH et al. 2000, ZEICHEN et al. 1999) bestimmt.

Es ist die Aufgabe zukünftiger wissenschaftlicher Grundlagenforschung die einzelnen Parameter hinsichtlich ihrer dominierende Rolle im Binde-gewebsstoffwechsel zu definieren und selektiv durch verschiedenste Methoden ihre Wirkung zu stimulieren oder zu hemmen, so dass sich als Endprodukt ein zeitbeständiges belastungsstabiles Regenerat ausbildet (WOO et al. 1999).

Mit der Weiterentwicklung des tissue engineering erscheint es perspektivisch möglich aus autologen humanen Fibroblasten rupturierter Kreuzbänder, in-vitro auf einer dreidimensionalen Matrix ein Band zu züchten, welches dem originären Kreuzband hinsichtlich seiner morphologischen, biochemischen und biomechanischen Eigenschaften entspricht und zu einem beliebigen Zeitpunkt retransplantiert werden kann.

Erste in-vitro Versuche zum Migrationsverhalten von humanen Fibroblasten in einem Kollagen-Glycosaminoglykan-Netz sind bereits erfolgreich durchgeführt worden (MURRAY et al. 2000).


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Die vorliegenden Untersuchungen waren ein wissenschaftlicher Beitrag auf dem Gebiet der Bindegewebsforschung und der vorderen Kreuzband-chirurgie um dem Ziel, welches ERIKSSON bereits 1997 formulierte, ein kleines Stück näher zu kommen:

„I am waiting for the day when we can promise our ACL patients a
95-100 % chance of obtaining a stable, well-functioning knee that allows them to go back
to their original sport at the same level as before their injury. Let us strive to achieve this.“

Ejnar Eriksson, Stockholm 1997


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03.08.2005