Untersuchungen zum Prozess der Ligamentisation und der Sehnendefektheilung beim Ersatz des vorderen Kreuzbandes im juvenilen Schafmodell

Werden Sehnen als Bandersatz transplantiert, nehmen sie nach einer Umbauphase teilweise die Eigenschaften des ersetzten Bandes an. Die während diesem als Ligamentisation bezeichnetem Prozess stattfindenden grundlegenden Veränderungen sollten im Rahmen dieser Studie im Tiermodell durch histologische Untersuchungen sowie eine Genexpressionsanalyse untersucht werden. Ziel dieser Arbeit war es, den Prozess der Ligamentisation und Sehnendefektheilung im juvenilen Individuum darzustellen. Auf Grund der steigenden Inzidenz der kindlichen Kreuzbandrupturen wird eine Übertragung der Verfahren zum Ersatz des vorderen Kreuzbandes, wie sie bei Erwachsenen durchgeführt werden, auch für Kinder mit offenen Epiphysenfugen diskutiert. Daher wurde im Schafmodell bei 32 vier Monate alten Schwarzköpfigen Fleischschafen mit offenen Epiphysenfugen ein anatomischer Kreuzbandersatz vorgenommen. Nach einem Zeitraum von 3, 6, 12 und 24 Wochen post operationem wurden jeweils 8 Tiere euthanasiert, wovon jeweils 2 Tiere für die in dieser Studie beschriebenen Verlaufsuntersuchungen eingesetzt worden sind. Im Transplantat konnte histologisch derselbe Prozess der Ligamentisation, mit den Phasen Nekrose, Revitalisierung und Remodellierung, wie zuvor im adulten Individuum beobachtet werden. In der Sehnendefektheilung bestand durch die reparative Heilung ein klarer Unterschied zur regenerativen Heilung in fetalem Sehnengewebe. Im Vergleich zu Studien im adulten Tiermodell ging der Prozess der Ligamentisation insgesamt wesentlich schneller vonstatten. Durch qRT-PCR assays konnte eine Expression von relevanten Wachstumsfaktoren (BMP2, FGF2, PDGFB, TGFB2, VEGF), zentralen Matrixproteinen (COL1A1, COL3A1) und des zytoskelettalen Protein alpha smooth muscle actin (ACTA2) während der Ligamentisation im Transplantat sowie der Sehnendefektheilung nachgewiesen werden. Dabei wurde insgesamt die stärkste Aktivität der Zellen durch die relativ erhöhte Expression der untersuchten Wachstumsfaktoren im Transplantat 6 Wochen und im Sehnendefekt 3 Wochen post operationem beobachtet. Während die ACTA2 Expression zu Beginn des Prozesses relativ am höchsten lag, konnte insbesondere eine besonders stark erhöhte COL3A1 Expression im Gegensatz zur relativ geringen Expressionssteigerung von COL1A1 über den gesamten Verlauf der Studie nachgewiesen werden. Die Hinweise der Expressionsanalyse konnten durch elektronenmikroskopische und immunhistochemische Untersuchungen teilweise bestätigt werden.