Remodellierung des Azetabulum nach experimenteller Hüftgelenksdislokation - eine tierexperimentelle Studie an Kaninchen

Zusammenfassung

Fragestellung: Wenig ist bekannt über das Remodellierungspotential des Azetabulum nach Reposition einer Hüftluxation. Die Erkenntnisse beschränken sich im wesentlichen auf klinische und radiologische Untersuchungen. In dieser Arbeit soll das Remodellierungspotential des Azetabulum und die histologischen Veränderungen nach unterschiedlich langer Hüftdislokation im Tierexperiment untersucht werden.

Methode: Bei 28 Kaninchen wurde durch Immobilisierung des rechten Kniegelenkes in Streckstellung eine gleichseitige Hüftdislokation hervorgerufen. Röntgenologische Verlaufsbeobachtungen wurden standardisiert durchgeführt mit Bestimmung des Pfannendachwinkels (AC-Winkel). Die linken Hüftgelenke dienten als Kontrollgruppe und zur Aufstellung einer altersabhängigen Verlaufskurve für die normale Entwicklung des Azetabulum mit Hilfe des AC-Winkels.

Die Dislokation war erfolglos bei 2 Kaninchen. Neun Tiere wurden abgetötet mit dislozierten Gelenken und bei 13 Tieren wurde eine geschlossene Reposition durchgeführt mit Retention im Becken-Bein-Gips in Sitz-Hock-Stellung. In 4 Fällen war eine Reposition nicht möglich. Die Abtötung der Tiere erfolgte 4-12 Wochen nach Reposition, nachdem radiologisch keine Änderung der AC-Winkel mehr meßbar war im Vergleich zur Voraufnahme, als Zeichen des Abschlusses des Remodellierungsprozesses.

Ergebnisse: Die altersabhängige normale Entwicklung des AC-Winkels zeigt über einen Zeitraum von 3 Monaten ein Absinken von 30° auf 20°. Bei Reposition der rechten dislozierten Hüftgelenke innerhalb von 4 Wochen (Gruppe A) erreichten die anfangs erhöhten AC-Winkel von bis über 40° nach weiteren 6 Wochen wieder Normalwerte entsprechend o.g. Verlaufskurve. Bei späterer Reposition (Gruppe B) verblieb ein pathologisch erhöhter AC-Winkel als Zeichen einer Dysplasie.

Die histologischen Untersuchungen der Hüftgelenke aus Gruppe (A) mit Kurzzeitdislokation zeigten einen physiologischen Gelenkknorpel und regelrechten Aufbau der Pfannendachwachstumsfuge wie die histologischen Schnitte aus der Kontrollgruppe. In Gruppe B waren ausgeprägte Strukturveränderungen mit Abflachung, Abnahme der Zellzahl unter Ausbildung einer fibrokartilaginären Metaplasie nachweisbar.

Schlußfolgerungen: Die Studie zeigt, daß bei frühzeitiger Reposition (innerhalb von 4 Wochen) einer Hüftdislokation sich nicht nur die radiologischen Parameter normalisieren, sondern auch die während der Dislokation auftretenden histologischen Veränderungen vollständig reversibel sind. Dislokationen über einen längeren Zeitpunkt (>4 Wochen) führen zu einer permanenten Gewebsmetaplasie, wie sie bekannt ist aus Druckuntersuchungen am Gelenkknorpel mit Verlust des Remodellierungspotentials.

Aus diesem Tierexperiment können Parallelen zur Situation beim Menschen gezogen werden, was die Notwendigkeit einer frühzeitigen Reposition einer Hüftluxation unterstreicht, um eine optimale Remodellierung des Hüftgelenkes und insbesondere des Azetabulum zu gewährleisten.

Abstract

Purpose: Little is known about the remodeling potential of the acetabulum after dislocation and relocation of the hip joint. Most clinical data rely on radiographic measurements in a clinical setting, with only few singular reports on histologic changes at the time of surgery.

This study was undertaken to examine the remodeling potential of the rabbit acetabulum after different length of hip dislocation and to gain insight into the histology of the remodeling process involved.

Method: The right knee joint was immobilized in 28 matched New Zealand white rabbits, causing dislocation of the associated hip joint. Assessment of the joint status was made by serial X-rays in a reproducible standardized way, allowing measurement of the Acetabular Index (AI). The untreated left hip joints served as controls in the histologic sections and also allowed to develop an age matched scale of normal acetabular development for radiographic assessment. Dislocation was unsuccessful in 2 rabbits, 9 animals were sacrificed with the joint dislocated, and in 13 animals a closed reduction was performed and maintained in a Petrie type position for 10 days. Reduction was unsuccessful in 4 cases.

The reduced group was sacificed after 4 to 12 weeks, the point of harvesting being determined by no further change in the serial standardized radiographic measurements of the AI. All surgical procedures were done under the supervision of a veterinary surgeon and followed an approved protocol.

Results: In the time observed, the normal values of the Acetabular Index drop from 30° to 20° over a time of 3 months.

In animals with a dislocated hip the AI increased to 40°, which was completely reversible and reached normal values in 4 weeks, if reposition was done at this time (group A). Later reposition did improve the AI, but compared to normal age matched values, the AI remained elevated (> 30°), demonstrating a residual dysplasia (group B).

The histologic sections of the control left joints showed normal hyaline cartilage with physiologic vertical stacking of the cartilage zones. In the dislocated group the vertical stacking was lost, with chondrocytes demonstrating a fibro-cartilaginous metaplasia. There was hypocellularity with loss of nuclear staining. These changes were completely reversed in the group A, but remained in group B.

Conclusions: This study demonstrates that an early reduction will not only allow for a normalisation of the radiographic values, but that the histologic changes as they develop during dislocation can completely be reversed.

Long standing dislocation will lead to a permanent tissue metaplasia similar to the one seen in compression testing of joint cartilage, therefore loosing the potential for remodeling. Similar processes may occur in the human situation and the findings here underline the necessity for early reduction to allow for a complete remodeling of the hip joint.

Schlüsselwörter

Hüftgelenk - Hüftluxation - Azetabulum - Gelenkknorpel

Key words

Hip joint - Hip dislocation - Acetabulum - Cartilage