Der Einfluss von Osteoprotegerin auf die Sehne-zu-Knochen-Heilung nach Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes: Eine histomorphologische und radiographische Studie im Kaninchenmodell

Zusammenfassung

Ziel: Verbesserung der ossären Transplantatintegration nach Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes mit Hilfe von Osteoprotegerin (OPG). Methoden: An 15 New-Zealand-White-Kaninchen wurde eine unilaterale Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes (VKB) mit der Semitendinosussehne durchgeführt. OPG wurde zwischen Sehnentransplantat und Knochentunnelwand appliziert und der Effekt von drei unterschiedlichen Dosen (5 µg, 50 µg, 100 µg) zur Kontrollgruppe (OPG-Trägermaterial) bzw. alleiniger VKB-Rekonstruktion verglichen. Die Knochentunnel wurden nach drei Wochen radiologisch (Knochenmorphologie und Knochendichte), histologisch (Osteoklastenzahl, Knochen-Sehne-Interfacemorphologie) sowie histomorphometrisch (Knochenneubildung) untersucht. Ergebnisse: Die mit 100 µg OPG behandelten Tiere wiesen eine signifikant vermehrte Knochenneubildung im Transplantatbereich im Vergleich zu den Kontrollen auf (0,16 ± 0,01 mm²; 0,06 ± 0,02 mm²; p = 0,007). Keine signifikanten Unterschiede waren zwischen den Kontrollen und den anderen Untersuchungsgruppen festzustellen (VKB, OPG 5, OPG 50, OPG 100) (p > 0,05). Die Knochendichte im Knochentunnelbereich, gemessen anhand der Bild-Pixel-Helligkeit (BPH; Referenzbereich: 0-255), war in der OPG-100-Gruppe höher als in der Kontrollgruppe (169,5 ± 5,9 BPH; 150,3 ± 4,3 BPH); dieser Unterschied war jedoch nicht signifikant (p = 0,083). Die Osteoklastenzahl (OKZ) pro Gesichtsfeld (GF) war in der OPG-100-Gruppe verglichen mit der Kontrollgruppe signifikant reduziert (4,4 ± 2,5 OKZ/GF vs. 6,4 ± 1,8 OKZ/GF; p = 0,022), kein deutlicher Unterschied fand sich diesbezüglich zwischen der Kontrollgruppe und den übrigen Untersuchungsgruppen (p > 0,05). Schlussfolgerung: Die ossäre Transplantatintegration ist ein integraler Bestandteil des natürlichen Heilungsprozesses nach VKB-Rekonstruktion. Es ist daher anzunehmen, dass durch lokale OPG-Applikation dieser Heilungsprozess unterstützt werden könnte. Eventuelle Vorteile wären eine frühzeitigere Wiederherstellung der funktionellen Belastbarkeit oder günstigere Bedingungen im Falle einer Revisionsoperation.

Abstract

Aim: Improvement of the bony incorporation of a soft-tissue graft after ACL reconstruction by local administration of Osteoprotegerin between the bone and tendon graft. Method: Fifteen New Zealand White rabbits underwent unilateral anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction using an autologous semitendinosis tendon graft. We compared the effect of three OPG doses (5 µg, 50 µg, or 100 µg) at the tendon-bone interface to the controls (OPG carrier) and ACL reconstruction only. Specimens were analyzed at 3 weeks using radiology, histology and histomorphometry to investigate the effect of OPG on the bony incorporation of the tendon graft. Results: Animals treated with OPG 100 µg had a significant (p = 0.007) increase in newly-formed bone around the graft compared to the control group (0.16 ± 0.01 mm²; 0.06 ± 0.02 mm²). No significant differences were found between the controls and the other groups (tendon graft only, OPG 5 µg, and 50 µg) (p > 0.05). Bone mineral density, measured in image-pixel brightness (IPB; reference range: 0-255), along the edge of the bone tunnel was greater in the OPG 100 µg group (169.5 ± 5.9 IPB) compared to the control group (150.3 ± 4.3 IPB) but this was not statistically significant (p = 0.083). There was a significant decrease in the number of osteoclasts per high-power microscopic fields (HPF) lining the bone tunnel in the OPG 100 µg group compared to the control group (4.4 ± 2.5 cells/HPF; 6.4 ± 1.8 cells/HPF) (p = 0.022). No significant differences were found between the control group and the other groups in osteoclast numbers (p > 0.05). Conclusion: Since tendon-bone healing requires new bone formation and bone ingrowth around a tendon graft, OPG may improve biologic graft fixation. A potential implication could be earlier return to function or better conditions in revision surgery.

Schlüsselwörter

vorderes Kreuzband - Ersatz - Osteoprotegerin - Osteoklast - Transplantatintegration

Key words

Anterior cruciate ligament - reconstruction - osteoprotegerin - osteoclast - graft incorporation

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