Please use this identifier to cite or link to this item: doi:10.22028/D291-32332
Title: Effekt der medial öffnenden Tibiakopfosteotomie auf die meniskoosteochondrale Einheit im lateralen tibiofemoralen Kompartiment – Untersuchungen im translationalen Schafmodell
Author(s): Raab, Raphaela Britta
Language: German
Year of Publication: 2019
Place of publication: Homburg/Saar
SWD key words: Tibiakopf
Osteotomie
DDC notations: 610 Medicine and health
Publikation type: Doctoral Thesis
Abstract: Die Gonarthrose ist eines der häufigsten Krankheitsbilder der Orthopädie. Die medial aufklappende Tibiakopfosteotomie (englisch: High tibial osteotomy; HTO) mittels winkelstabilem Plattenfixateur ist das derzeit etablierteste Verfahren zur Therapie der symptomatischen medialen tibiofemoralen Gonarthrose bei Patienten mit Varusfehlstellung. Durch die operative Veränderung der varischen mechanischen Tragachse kommt es konsekutiv zu einer vermehrten Belastung des lateralen tibiofemoralen Kompartimentes. Die vorliegende Arbeit soll die Frage klären, ob diese Lastveränderung durch die medial aufklappende Tibiakopfosteotomie pathologische Veränderungen im intakten lateralen tibiofemoralen Kompartiment indiziert. Speziell untersucht wurden die Effekte auf (1) den Außenmeniskus, (2) den tibialen und femoralen hyalinen Gelenkknorpel, sowie (3) auf den subchondralen Knochen durch etablierte makroskopische, histologische und immunhistochemische Bewertungssysteme, sowie biochemische und CT-morphologische Analysen 6 Monate postoperativ nach Varisierung (Positivkontrolle), Valgus- Standard- und Valgusüberkorrektur im Schafmodell und mit der jeweiligen kontralateralen, nicht osteotomierten Kontrollgruppe verglichen. In allen Außenmenisken zeigte sich biochemisch eine signifikante Abnahme des DNS- und Proteoglykangehaltes von der zentralen Zone zur peripheren Zone. In der Pars intermedia der peripheren Zone der Außenmenisci der überkorrigierten Gruppe fand sich eine signifikante, 0,7-fache Abnahme des durchschnittlichen DNS-Gehaltes (korrelierend mit der Zellzahl) verglichen mit der Kontrollgruppe ohne HTO. Innerhalb der Femurkondylen lagen weder makroskopische, noch (immun-) histologische degenerative Veränderungen vor. In allen zentralen lateralen Tibiaplateaus (auch in den Kontrollen) wurden makroskopisch, histologisch und immunhistochemisch früharthrotische Veränderungen (Fissuren) gefunden, jedoch niemals in den submeniskalen Knorpelabschnitten, welche im Vergleich zu den nicht von den Menisci bedeckten Kniegelenkknorpel signifikant dünner waren. Ebenso war auch die subchondrale Knochenplatte eines normalen (nicht osteotomierten) lateralen Tibiaplateaus zentral 3,9-fach dicker als in der submeniskalen Peripherie. Weder Varus- noch Valgus- (Standard- und Über-) Korrektur führten zu Veränderungen in der Dicke der subchondralen Knochenplatte oder der Breite des lateralen Tibiaplateaus. Lediglich in der tibialen subartikulären Spongiosa des lateralen Kompartiments resultierte die weitere Druckerhöhung durch Valgusüberkorrektur in einer vergrößerten spezifischen Knochenoberfläche. Hinsichtlich des physiologischen Aufbaus der osteochondralen Einheit zeigte sich in den zentralen (meniskusunbedeckten) Regionen des Tibiaplateaus eine signifikante Korrelation der Dicke der subchondralen Knochenplatte mit der Dicke des Gelenkknorpels. Im Allgemeinen korrelierte ein höherer Arthrosegrad mit Veränderungen der Mikrostruktur der subchondralen Knochenplatte. Zusammenfassend zeigen die Daten, dass es nach Standardkorrektur zu keinen signifikanten Veränderungen kommt, eine Überkorrektur jedoch adaptive Veränderungen im Außenmeniskus und der osteochondralen Einheit induziert. Somit erscheint, auf Basis dieser translationalen Studie im Großtiermodell, die medial aufklappende Tibiakopfosteotomie ein sicheres Verfahren zur Therapie der symptomatischen medialen Varus-Gonarthrose.
Osteoarthritis of the knee is one the common diseases in orthopedic surgery. The medial open wedge high tibial osteotomy (HTO) with a plate fixator is the most established method to treat symptomatic medial femorotibial osteoarthritis (OA) in patients with varus malalignment of the knee. As a result of the valgisation, the weightbearing axis of the leg is shifted towards the lateral compartment and its loading is increased. In this study, the influence of the HTO on the stable lateral tibiofemoral compartiment was analysed. Three experimental groups with biplanar osteotomies of the right proximal tibiae were tested. The first group received treatment with a closing wedge HTO of tibial varus malalignment; the second group received treatment with open wedge HTO resulting in a standard correction; and the third group received an overcorrection resulting in a tibial valgus. Six months post-surgery, the lateral meniscus, as well as the tibiofemoral articular cartilage and the subchondral bone were examined macroscopically, histologically, immunohistochemical, biochemically, and CT-morphologically. The findings were compared to the contralateral, nonosteotomized left knees. Biochemical evaluations of the lateral menisci revealed a significant decrease in the DNA and the proteoglycan contents from the central (whitewhite) zone compared with the peripheral (red-red) zone. The red-red zone of the pars intermedia of the lateral menisci that underwent overcorrection showed a significant decrease in mean DNA contents compared with the control knee without HTO. Neither macroscopical nor histological nor immunohistochemical OA changes were found in all lateral femoral condyles in either treatment group. Macroscopical, histological and immunohistochemical OA changes were present in all central lateral tibial plateaus (irrespective of the treatment), but never in regions that were covered by the lateral meniscus. Measurements of the articular cartilage and subchondral thickness of the lateral tibial plateaus revealed that the cartilage, as well as the subchondral bone plate in the central region, wasthicker than in the periphery (covered by the lateral meniscus). Neither valgus (standard- or over-) correction, nor varuscorrection lead to alterations in the thickness of the subchondral bone plate or the width of the lateral tibiaplateau. The thickness of the subchondral bone plate correlated with the thickness of the articular cartilage at the central region of the lateral tibial plateau. From the present data we can conclude that a higher degree of osteoarthritis was in all groups accompanied by a lower bone surface/volume and specific bone surface/total volume ratio, as well as a higher cortical thickness in the subchondral bone plate. Specific topographical relationships exist in the central region between the articular cartilage and subchondral bone plate thickness, and in the submeniscal periphery between the articular cartilage and lateral meniscus, underscoring the importance of their interactions. In conclusion, these data show that no significant change in the lateral meniscus and the tibiofemoral osteochondral unit occur after standard correction. Interestingly, overcorrection induces adaptive changes in the lateral meniscus and the tibiofemoral osteochondral unit. Thus, based on this translational study in a large animal model, medial opening wedge tibial osteotomy appears to be a safe therapy for symptomatic medial tibiofemoral OA of the varus knee.
Link to this record: urn:nbn:de:bsz:291--ds-323327
hdl:20.500.11880/29730
http://dx.doi.org/10.22028/D291-32332
Advisor: Madry, Henning
Date of oral examination: 2-Dec-2019
Date of registration: 23-Sep-2020
Faculty: M - Medizinische Fakultät
Department: M - Orthopädie
Professorship: M - Prof. Dr. Henning Madry
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