Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie
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Behandlung Chondraler Defekte in den Fesselgelenken bei Pferden

Das Fesselgelenk ist das am häufigsten geschädigte Gelenk bei Sportpferden, wobei die Veränderungen öfter an den Fesselgelenken der Schultergliedmaßen zu finden sind. Besonders akute und sich wiederholende Traumatisierungen der Fesselgelenke führen zu degenerativen Veränderungen des hyalinen Gelenkknorpels. Eine abnorme Synovialzusammensetzung, wie sie bei Gelenkerguss und Hämarthros nach Distorsion und Subluxation anzutreffen ist, aber auch einen gestörte Ultrafiltration im Zuge aseptischer seriöser Arthritis, führen zu indirekter Schädigung der Gelenkknorpelflächen. Erosion und Ulzerationen des Gelenkknorpels finden sich vermehrt parasagittal an den Kondylen des Metacarpus.

Problematisch bei der Heilung degenerativer Erkrankungen des Gelenkes ist die geringe Regenerationsfähigkeit des hyalinen Knorpels. Kommt es zu einem vollständigen Abbau des hyalinen Knorpels, setzt der physiologische Reparaturmechanismus ein. Dabei wird aber nur fibrokartilaginäres Gewebe (Faserknorpel) gebildet. Die biomechanischen Eigenschaften dieses neu gebildeten Ersatzgewebes ist in Hinsicht der Oberflächenbeschaffenheit, der Gleitfähigkeit und der Stoßabsorption nicht mit dem orginären hyalinen Knorpelgewebes vergleichbar. Durch die mangelnden mechanischen Eigenschaften des Ersatzknorpels ist das Gelenk reduziert belastungstabil. Besonders bei Pferden mit intensivem Sporteinsatz ist eine zunehmende Schädigung des Gelenkes zu erwarten, welche wiederum nur eine Defektheilung zur Folge hat. Dieser circulus vitiosus verringert das Leistungsvermögen und Einsatzdauer der betroffenen Pferde.

Die konventionellen Behandlungsmethoden sollen den entzündlichen degenerativen Prozessen entgegenwirken und – oder eine Beschleunigung der physiologischen Reparaturmechanismen herbeiführen. Im Gegensatz zu den bisher verwendeten Verfahren, die die Bildung von Ersatzgewebe optimieren,zielt die Methode des Tissue Engineerings darauf ab, den Defektbereich mit autologem Gewebe aufzufüllen, das im Laufe des natürlichen Regenerationsprozesses wieder zu orginärem, belastungsstabilen Knorpelgewebe führen soll.

Bisher wurden besonders in der Humanmedizin Knorpel-Knochenzylinder aus unbelasteten randständigen Gelenksarealen in den belasteten Defektbereich transplantiert (Mosaikplastik) oder eine Chondrozytensuspension in den, mit einem Periostlappen überdeckten, Defektbereich injiziert. Auch in der Veterinärmedizin, speziell in der Pferdeheilkunde sind wissenschaftliche Studien zur Transplantation von Knorpelgewebe in Gelenken durchgeführt worden.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes werden in unserem Institut derzeit an einem Verfahren gearbeitet, autologe Chondrozyten, die auf speziellen, biokompatibelen, Matrices immobilisiert sind, in defekte Gelenkbereiche zu transplantieren. Die Gewinnung des dazu notwendigen nativen Knorpelgewebes erfolgt intraarthroskopisch. Der aus einem randständigen, unbelasteten Bereich des Talocrural-Gelenk entnommene Knorpel wird durch eine spezielle biotechnologische Verfahrensweise aufgearbeitet. Hierzu werden die Chondrozyten isoliert, vermehrt und auf Vliesen immobilisiert werden. Etwa nach 6-8 Wochen können dann die mit Chondrozyten beladenen Vliese implantiert werden. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt erfolgt die Transplantation in arthrotomierte Fesselgelenke (siehe Bild 1). Der Defektbereich befindet sich parasagittal am Condylus des Röhrbeins. Die Fixation des Vlieses erfolgt durch Mitek-Fadenanker (siehe Bild 2).



Bild 1: Arthrotomiertes Fesselgelenk mit implantiertem Vlies
 

Bild 2: Röntgenaufnahme eines Fesselgelenkes mit Knochen-Ankern


Nachteilig bei dieser Fixationsmethode erweist sich die invasive Vorgehensweise, wodurch Einblutung inden Defektbereich auftreten können und damit die Ausbildung von hyalinem Knorpel vermindert werden kann (siehe Bild 3). An einer unter arthroskopischen Bedingungen möglichen Fixation der Vlies durch Klebstoffe oder durch Verwendung von Hybridvliesen, die zusätzlich noch mit autologen Osteoblasten beladen sind, wird derzeit intensiv gearbeitet. Dabei dienen die Osteoblasten als Basisverankerung bei einer zusätzlich defekten subchondraler Knochenplatte. Trotzdem kann gesagt werden, daß das Regnerationsvermögen des Knorpels bei der Verwendung dieser neuartigen Methode als gut zu beurteilen ist. In Bild 4 ist ein Gelenkquerschnitt zu sehen, in dem ein mit Chondrozyten besiedeltes Vlies implantiert worden war. Man kann auf dieser REM- Aufnahme deutlich sehen, daß nach ca. 6 Monaten eine fast vollständige Ausheilung des Knorpeldefektes zu erreichen ist.



Bild 3: ArthroskopiertesFesselgelenk,
3 Monate nach Implantation
 

Bild 4: Aufnahme eines Fesselgelenk-Querschnittes nach 6 Monaten


Kontakt    

Dr. Ingo Wilke
Leiter des Bereichs Tissue - Engineering

Tel.: 03603-833-182
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