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Begrenzte Knorpelschäden sind ein häufiger Befund im Rahmen von Arthroskopien des Kniegelenkes. Neben Gelenkschmerzen und Funktionsverlust sind diese mit erhöhter Inzidenz einer Gonarthrose vergesellschaftet. Es stehen eine Reihe von Therapieansätzen für Knorpelschäden des Kniegelenkes zur Verfügung. Neben oraler Medikation mit Chondroitin oder Vitamin D, sind dies Analgetika und intraartikuläre Injektionen mit Hyaluronsäure oder platelet-rich Plasma (PRP). Weiterhin stehen verschiedene operative Verfahren zur chirurgischen Therapie von begrenzten Knorpelschäden des Kniegelenkes zur Verfügung. Die Indikationsstellung und Wahl des Verfahrens wird vor dem Hintergrund der aktuellen Evidenz regelmäßig in Handlungsempfehlungen der Fachgesellschaften zusammengefasst. Zunächst wurde die Indikation zu knorpelregenerativen Verfahren auf begrenzte traumatische Knorpeldefekte bei jungen Patienten eingeschränkt, in den vergangenen Jahren zeigt sich jedoch ein Trend zur Ausweitung der Indikation. Die Handlungsempfehlungen zur Wahl des geeigneten Therapieverfahrens orientieren sich an der Größe des Defektes. Für kleinere Defekte sind in erster Linie knochenmarkstimulierende Verfahren wie Mikro- oder Nanofrakturierungen vorgesehen, die um den Einsatz einer Kollagenmembran zur temporären Fixierung der eingewanderten Zellen aus dem Knochenmark erweitert werden können. Für größere Knorpeldefekte wird die autologe Chondrozytentransplantation (ACT) empfohlen. Die ACT ist das am besten wissenschaftlich untersuchte Verfahren. Weitere chirurgische, knorpelregenerative Therapiemethoden sind das Débridement, die Thermochondroplastik (TCP) und die osteochondrale Transplantation (OCT). Im Deutschen KnorpelRegister werden seit dem Jahr 2013 chirurgische Knorpeltherapieverfahren gemonitort. Die vorliegende Arbeit ist eine Auswertung zur Indikationsstellung und Auswahl des geeigneten Therapieverfahrens in Abhängigkeit von patientenspezifischen und verletzungsspezifischen Faktoren.
Bezüglich der Indikationsstellung zeigte sich, dass das Durchschnittsalter behandelter Patienten bei 37 Jahren lag und ein Viertel der behandelten Patienten älter als 47 Jahre war. Bei 60 % der behandelten Patienten wurde Übergewicht festgestellt, bei einem Drittel der Übergewichtigen lag ein starkes Übergewicht mit einem BMI über 30 kg/m² vor. Der Großteil der behandelten Knorpelschäden war degenerativer Genese (54,7 %), im Vergleich dazu lagen seltener traumatische Knorpelschäden (21,4 %) vor. Während in 59,0 % der Behandlungen der korrespondierende Knorpel intakt war, wurde in 31,9 % der Fälle eine Schädigung Grad I oder II nach ICRS und in 6,6 % der Fälle eine höhergradige Knorpelschädigung toleriert. Intakte Menisken lagen in 53,8 % der Fälle vor, in 17,9 % der Fälle lag eine Teilresektion von weniger als einem Drittel und in 7,6 % von mehr als einem Drittel der Meniskussubstanz vor.
Die Auswertung bezüglich der Wahl des geeigneten Therapieverfahrens ergab, dass das am häufigsten registrierte Verfahren im Deutschen KnorpelRegister die ACT war (52,4 %). Weitere registrierte Verfahren waren BMS (18,4 %), ACT mit Spongiosaplastik (10,0 %), Matrix-BMS (8,3 %), Débridement (4,7 %), TCP (4,2 %) und OCT (2,0 %). Bezüglich der Wahl des geeigneten Verfahrens zeigte sich, dass prinzipiell die ACT bei größeren- (Mittelwert ± Standardabweichung: 4,4 ± 2,3 cm²) und die BMS-Verfahren bei kleineren (2,1 ± 2,0 cm²) Knorpeldefekten eingesetzt wurden, jedoch gab es eine große Varianz. Innerhalb des Mittelwertes ± der zweifachen Standardabweichung für BMS-Verfahren lagen Defekte von 0,25 bis 7,5 cm², gleichzeitig wurde bei 21,2 % der Defekte mit einer Größe von weniger als 2,0 cm² entgegen der Handlungsempfehlung eine ACT durchgeführt. Unabhängige Variablen, die zum Einsatz einer ACT bei kleinen Knorpeldefekten führten, waren Voroperationen und Defekte an Patella oder Trochlea. Unabhängige Faktoren, die bei kleinen Defekten den Einsatz eines BMS-Verfahrens begünstigten, waren höheres Patientenalter, korrespondierende Knorpelschäden und bestimmte Begleitoperationen wie Bandplastiken, Meniskustherapien und Osteotomien. Für ältere Patienten fiel eine veränderte Verteilung der häufig angewendeten Therapieverfahren auf. Während die ACT bei Patienten über 47 Jahren deutlich seltener eingesetzt wurde, wurden BMS-Verfahren, Débridement und TCP vor allem in dieser Altersgruppe eingesetzt.
Im Unterschied zu den ersten Handlungsempfehlungen zum Einsatz von chirurgischen, knorpelregenerativen Eingriffen zeigte diese aktuelle Analyse, dass die Indikation auf degenerative Defekte ausgeweitet wurde. Übergewicht stellt ebenso wie höheres Alter keine Kontraindikation für einen knorpelregenerativen Eingriff dar. Während leichtgradige korrespondierende Knorpelschäden und partieller Meniskusverlust toleriert werden, stellen auch Kissing-Lesions und subtotaler Meniskusverlust keine strikte Kontraindikation für eine operative Therapie des Knorpels dar. Es fällt jedoch auf, dass fortschreitende degenerative Veränderungen des Gelenkes den Einsatz von BMS-Verfahren wahrscheinlicher, und den Einsatz einer ACT weniger wahrscheinlich machen. Ebenso werden ältere Patienten häufiger mit, gemäß der aktuellen Literatur, im Vergleich weniger potenten, aber günstigeren Methoden wie BMS, Débridement oder TCP behandelt als jüngere Patienten, welche verhältnismäßig häufiger eine ACT erhalten. Bezüglich der Wahl des geeigneten Therapieverfahrens für einen Knorpeldefekt ist die Indikationsgrenze für eine ACT zuletzt auf 2 cm² reduziert worden. Durch die vorliegende Analyse der Daten aus dem Deutschen KnorpelRegister konnte gezeigt werden, dass die ACT regelmäßig auch bei Defekten unter 2,0 cm² angewendet wurde. Es entsteht der Eindruck, dass BMS-Verfahren häufig im Rahmen von bereits geschädigten Gelenken und bei älteren Patienten eingesetzt wurden, und eine ACT bei diesen Patienten zurückhaltend eingesetzt wurde. In Zukunft muss geprüft werden, ob die Zurückhaltung bei der Indikation zur ACT bei älteren Patienten und degenerativen Veränderungen gerechtfertigt ist, ob die Matrix-BMS auch im klinischen Alltag eine Alternative zur ACT bei mittelgroßen Knorpelschäden wird, ob das Tolerieren von Übergewicht bei der Indikationsstellung gerechtfertigt ist, ob weitere Kriterien neben der Defektgröße die Wahl des Therapieverfahrens beeinflussen sollten und welche Rolle die zuletzt vermehrt eingesetzte Minced-Cartilage Implantation in Zukunft spielen wird.
Vielfältige Gründe führen zu einem vermehrten Nachwuchsbedarf im Fachbereich Anästhesiologie. Wie kann man zukünftig mehr Medizinstudierende für die Anästhesiologie gewinnen?
In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, inwiefern eine Famulatur im Fachbereich Anästhesiologie das Interesse am Fachgebiet steigern kann. Dabei stellte sich die Frage welche Elemente eine gute Famulatur in der Anästhesiologie kennzeichnen und inwiefern sich anäshtesiologische Famuli in ihren Präferenzen und Erwartungen an den späteren Beruf zu Famuli aus anderen Fachbereichen unterscheiden. Im Rahmen einer bundesweiten Onlineumfrage der AG Lehre der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie (DGOU) beantworteten die Studienteilnehmenden (N=479) Fragen zu ihrer mindestens vierwöchigen Famulatur in der Anästhesiologie. Die Befragten wurden in vier Gruppen aufgeteilt: Diejenigen, die sich aufgrund der Famulatur ein Wahltertial im Praktischen Jahr (PJ) in der Anästhesiologie vorstellen konnten (44%), wurden mit denjenigen, die dies verneinten (12%) und denjenigen, die sich schon vor der Famulatur festgelegt hatten (Ja: 30% bzw. Nein: 14%) varianzanalytisch verglichen.
Die Ergebnisse zeigten, dass eine positive bewertete anästhesiologische Famulatur die spätere Spezialisierungspräferenz für dieses Fach fördert. Außerdem konnte die Auswertung zeigen, dass Famuli in der Anästhesiologie höhere Erwartungen an Teilzeitarbeitsmöglichkeiten und familienfreundliche Arbeitsbedingungen haben.
Gegenwärtig existieren noch keine Therapieempfehlungen für die zu wählende Operationsmethode bei irreparablen massiven Rotatorenmanschettenrupturen.
Ziel dieser Studie war es, die allgemeine Verbesserung der Schulterfunktion und Schmerzlinderung nach Behandlung von Patienten mit massiven Rotatorenmanschettenrissen mit dem OrthoSpace ® InSpaceTM Schulterballon zu bewerten. Realisiert wurde dies durch die Bestimmung der Veränderung des Total Constant-Murley Score sowie der Akromio-Humeralen-Distanz prä- und postoperativ. Zusätzlich wurde der postoperative Zustand der Schulter durch die Erhebung des ASES Score ergänzt. Die Berücksichtigung der patho-morphologischen Ausgangssituation erfolgte anhand der Einteilung der Rotatorenmanschettenläsionen nach Patte und Thomazeau.
23 Patienten, die in der Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie der Universitätsmedizin Greifswald eine Ballon Implantation erhielten, konnten retrospektiv für die Studie rekrutiert werden. Die Männer waren anzahlmäßig den Frauen im Patientenkollektiv überlegen, die Altersverteilung war dafür annähernd gleich. Die Nachuntersuchungen fanden im Durchschnitt 24 Monate nach dem operativen Eingriff statt und stellen somit einen mittleren Therapieverlauf dar.
Der alters- und geschlechtsadaptierte Total Constant-Murley-Score verbesserte sich signifikant hinsichtlich des Mittelwertes von 55,5 Punkten auf 85,2 Punkten. 12 Patienten konnten postoperativ der Kategorie „Ausgezeichnet“ zugeteilt werden. Die Parameter der Kraftmessung stagnierten im arithmetischen Mittelwert, in allen anderen Kategorien konnten deutlichere Steigerungen verzeichnet werden. Der subakromiale Abstand bestimmt mittels Röntgen, stieg durchschnittlich von pathologischen 5,9 mm auf physiologische 8,6 mm. Der Mittelwert des postoperativen ASES Score beträgt in dieser Studie circa 87,3 von 100 möglichen Punkten. Ein exzellentes Ergebnis wurde von 21 erreicht, ein gutes Ergebnis zeigten 2 Patienten. Ein befriedigendes oder unbefriedigendes Ergebnis kam nicht vor. Die Ergebnisse der Studie zeigen eine signifikante Verbesserung der Schulterfunktion und Schmerzreduktion und damit einen mittelfristig validierten Erfolg des Verfahrens.
Schwachpunkte der Studie waren insbesondere die kurze Nacherfassungszeit, die geringe Anzahl der Studienteilnehmer und die Abwesenheit einer Kontrollgruppe. Dennoch decken sich die Resultate mit denen von anderen aktuellen Studien die eine längere Follow-up Zeit und größere Patientenkollektive verwendet haben.
Ziel dieser Arbeit war die periodische Oberflächenstrukturierung von Ti6Al4V und Ti6Al4Nb-Oberflächen mittels UV-Strahlung, die präklinische Charakterisierung dieser hinsichtlich der Freisetzung von Metallionen und der Funktionalität humaner Osteoblasten und gingivaler Fibroblasten im Vergleich zu polierten Standardoberflächen.
Die Topografie der Oberflächen wurde mittels REM charakterisiert. Die Freisetzung von Metallionen wurde mittels Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma quantifiziert. Zur Untersuchung der Biokompatibilität wurden das Adhäsionsvermögen, die metabolische Aktivität, die Proliferationskapazität, die Zytotoxizität, die Aktivität der ALP und Wachstumsfaktoren und Zytokine in Zellkulturüberständen quantifiziert.
Nach Kultivierung der humanen Osteoblasten wurde signifikant mehr Ti, Al und V von periodisch strukturierten Ti6Al4V-Oberflächen und signifikant weniger Ti und Nb von periodisch strukturierten Ti6Al4Nb-Oberflächen freigesetzt. Auf periodisch strukturierten Ti6Al4V- und Ti6Al4Nb-Oberflächen adhärierten beide Zellarten signifikant schlechter. Die adhärierten Fibroblasten proliferierten dabei signifikant schneller und zeigten eine bessere Viabilität auf den periodisch strukturierten Ti6Al4V- und Ti6Al4Nb-Oberflächen. Die Osteoblasten auf periodisch strukturierten Oberflächen wiesen nach osteogenen Stimulus eine signifikant höhere ALP-Aktivität auf. Das Sekretionsprofil von Wachstumsfaktoren und Zytokinen der humanen Osteoblasten und gingivalen Fibroblasten deutet auf einen ausgeglichenen immunmodulativen Effekt hin.
Die Ergebnisse der texturierten Ti6Al4Nb-Oberflächen zeigen eine bessere Biokompatibilität auf. Das kann durch weniger Metallfreisetzung im Vergleich zur polierten Oberfläche, unveränderte zelluläre Viabilität (humane Osteoblasten) und verbesserte Viabilität (gingivale Fibroblasten), verbesserter Proliferationskapazität (gingivale Fibroblasten) und ein ausgeglichenes immunmodulatives Sekretionsprofil begründet werden.
Damit die verbesserte Osteogenese in der Klinik genutzt werden kann, muss in einem nächsten Schritt überprüft werden, ob die verbesserte Matrixbildung die verminderte Adhäsion der Zellen kompensiert und die Applikation der periodischen Oberflächenstrukturen auf 3D-Oberflächen ermöglicht werden. Hierfür ist eine Testung der Ti6Al4Nb Titanlegierung am Tiermodell denkbar.
Cold physical plasma (CPP) technology is of high promise for various medical applications.
The interplay of specific components of physical plasma with living cells, tissues and organs on a structural and functional level is of paramount interest with the aim to induce therapeutic effects in a controlled and replicable fashion.
In contrast to other medical disciplines such as dermatology and oromaxillofacial surgery, research reports on CPP application in orthopaedics are scarce.
The present implementation of CPP in orthopaedics involves surface modifications of orthopaedic materials and biomaterials to optimize osseointegration. In addition, the influence of CPP on musculoskeletal cells and tissues is a focus of research, including possible adverse reactions and side effects. Its bactericidal aspects make CPP an attractive supplement to current treatment regimens in case of microbial inflammations such as periprosthetic joint infections. Attributed anticancerogenic and pro-apoptotic effects underline the clinical relevance of CPP as an additive in treating malignant bone lesions.
The present review outlines ongoing research in orthopaedics involving CPP; it distinguishes considerations for safe application and the need for more evidence-based research to facilitate robust clinical implementation.
Bone generally displays a high intrinsic capacity to regenerate. Nonetheless, large osseous defects sometimes fail to heal. The treatment of such large segmental defects still represents a considerable clinical challenge. The regeneration of large bone defects often proves difficult, since it relies on the formation of large amounts of bone within an environment impedimental to osteogenesis, characterized by soft tissue damage and hampered vascularization. Consequently, research efforts have concentrated on tissue engineering and regenerative medical strategies to resolve this multifaceted challenge. In this review, we summarize, critically evaluate, and discuss present approaches in light of their clinical relevance; we also present future advanced techniques for bone tissue engineering, outlining the steps to realize for their translation from bench to bedside. The discussion includes the physiology of bone healing, requirements and properties of natural and synthetic biomaterials for bone reconstruction, their use in conjunction with cellular components and suitable growth factors, and strategies to improve vascularization and the translation of these regenerative concepts to in vivo applications. We conclude that the ideal all-purpose material for scaffold-guided bone regeneration is currently not available. It seems that a variety of different solutions will be employed, according to the clinical treatment necessary.
Background: The use of cold atmospheric plasma (CAP) in oncology has been intensively investigated over the past 15 years as it inhibits the growth of many tumor cells. It is known that reactive oxidative species (ROS) produced in CAP are responsible for this effect. However, to translate the use of CAP into medical practice, it is essential to know how CAP treatment affects non-malignant cells. Thus, the current in vitro study deals with the effect of CAP on human bone cancer cells and human osteoblasts. Here, identical CAP treatment regimens were applied to the malignant and non-malignant bone cells and their impact was compared. Methods: Two different human bone cancer cell types, U2-OS (osteosarcoma) and A673 (Ewing’s sarcoma), and non-malignant primary osteoblasts (HOB) were used. The CAP treatment was performed with the clinically approved kINPen MED. After CAP treatment, growth kinetics and a viability assay were performed. For detecting apoptosis, a caspase-3/7 assay and a TUNEL assay were used. Accumulated ROS was measured in cell culture medium and intracellular. To investigate the influence of CAP on cell motility, a scratch assay was carried out. Results: The CAP treatment showed strong inhibition of cell growth and viability in bone cancer cells. Apoptotic processes were enhanced in the malignant cells. Osteoblasts showed a higher potential for ROS resistance in comparison to malignant cells. There was no difference in cell motility between benign and malignant cells following CAP treatment. Conclusions: Osteoblasts show better tolerance to CAP treatment, indicated by less affected viability compared to CAP-treated bone cancer cells. This points toward the selective effect of CAP on sarcoma cells and represents a further step toward the clinical application of CAP.
Although Ewing’s sarcoma (ES) is a rare, but very aggressive tumor disease affecting the musculoskeletal system, especially in children, it is very aggressive and difficult to treat. Although medical advances and the establishment of chemotherapy represent a turning point in the treatment of ES, resistance to chemotherapy, and its side effects, continue to be problems. New treatment methods such as the application of cold physical plasma (CPP) are considered potential supporting tools since CPP is an exogenous source of reactive oxygen and nitrogen species, which have similar mechanisms of action in the tumor cells as chemotherapy. This study aims to investigate the synergistic effects of CPP and commonly used cytostatic chemotherapeutics on ES cells. The chemotherapy drugs doxorubicin and vincristine, the most commonly used in the treatment of ES, were applied to two different ES cell lines (RD-ES and A673) and their IC20 and IC50 were determined. In addition, individual chemotherapeutics in combination with CPP were applied to the ES cells and the effects on cell growth, cell viability, and apoptosis processes were examined. A single CPP treatment resulted in the dose-dependent growth inhibition of ES cells. The combination of different cytostatics and CPP led to significant growth inhibition, a reduction in cell viability, and higher rates of apoptosis compared to cells not additionally exposed to CPP. The combination of CPP treatment and the application of cytostatic drugs to ES cells showed promising results, significantly enhancing the cytotoxic effects of chemotherapeutic agents. These preclinical in vitro data indicate that the use of CPP can enhance the efficacy of common cytostatic chemotherapeutics, and thus support the translation of CPP as an anti-tumor therapy in clinical routine.
Psychological Factors as Risk Contributors for Poor Hip Function after Periacetabular Osteotomy
(2023)
Psychologic comorbidities have been identified as risk factors for poor outcomes in orthopedic procedures, but their influence on the outcome of hip-preserving periacetabular osteotomy (PAO) remains uncertain. This retrospective cohort study aimed to assess the impact of patients’ psychological health on the outcome of PAO in patients with hip dysplasia (HD) and acetabular retroversion (AR). The study included 110 patients undergoing PAO for HD or AR between 2019 and 2021. Standardized questionnaires were administered to assess psychological factors, postoperative hip function, and activity level (mean follow-up: 25 months). Linear regression analyses were used to examine the associations between psychological factors and postoperative hip function and activity level. Both HD and AR patients showed improved postoperative hip function and activity levels. Linear regression analyses revealed that depression significantly impaired postoperative outcomes in both groups, whereas somatization negatively influenced the outcome in AR patients. General health perceptions significantly contributed to an improved postoperative outcome. These findings highlight the importance of concomitantly addressing psychologically relevant factors in order to improve patient outcomes after PAO procedures. Future prospective studies should continue to investigate the impact of various psychological factors and explore possibilities of incorporating psychological support into routine postoperative care for these patient cohorts.
In musculoskeletal surgery, the treatment of large bone defects is challenging and can require the use of bone graft substitutes to restore mechanical stability and promote host-mediated regeneration. The use of bone allografts is well-established in many bone regenerative procedures, but is associated with low rates of ingrowth due to pre-therapeutic graft processing. Cold physical plasma (CPP), a partially ionized gas that simultaneously generates reactive oxygen (O2) and nitrogen (N2) species, is suggested to be advantageous in biomedical implant processing. CPP is a promising tool in allograft processing for improving surface characteristics of bone allografts towards enhanced cellularization and osteoconduction. However, a preclinical assessment regarding the feasibility of pre-therapeutic processing of allogeneic bone grafts with CPP has not yet been performed. Thus, this pilot study aimed to analyze the bone morphology of CPP processed allografts using synchrotron radiation-based microcomputed tomography (SR-µCT) and to analyze the effects of CPP processing on human bone cell viability and function. The analyzes, including co-registration of pre- and post-treatment SR-µCT scans, revealed that the main bone morphological properties (total volume, mineralized volume, surface area, and porosity) remained unaffected by CPP treatment if compared to allografts not treated with CPP. Varying effects on cellular metabolic activity and alkaline phosphatase activity were found in response to different gas mixtures and treatment durations employed for CPP application. It was found that 3 min CPP treatment using a He + 0.1% N2 gas mixture led to the most favourable outcome regarding a significant increase in bone cell viability and alkaline phosphatase activity. This study highlights the promising potential of pre-therapeuthic bone allograft processing by CPP prior to intraoperative application and emphasizes the need for gas source and treatment time optimization for specific applications.
Minced Cartilage Implantation in Acetabular Cartilage Defects: Case Series with 2-Year Results
(2023)
Objective
The objective was to evaluate clinical outcome and safety of arthroscopic, autologous minced cartilage implantation for acetabular cartilage lesions observed during hip arthroscopy to treat femoroacetabular impingement syndrome (FAIS).
Design
Eleven male patients, average age: 29.4 ± 5.4 years, average body mass index (BMI): 24.2 ± 2.2 kg/m2, scheduled for hip arthroscopy due to FAIS accompanied by an acetabular cartilage lesion were included in the case series. Cartilage tissue was harvested and minced from the loose cartilage flap at the chondrolabral lesion by arthroscopic shaver, augmented with autologous conditioned plasma, implanted into the defect, and fixated by autologous thrombin. Concomitant interventions were performed as indicated. The patients were evaluated preoperatively and at 24-month follow-up, using the International Hip Outcome Tool-12 (iHOT-12) and Visual Analog Scale (VAS) pain score and by magnetic resonance imaging (MRI) using the Magnetic Resonance Observation of Cartilage Repair Tissue (MOCART) grading scale at the 2-year follow-up.
Results
The defect size was on average 3.5 cm2 (1.5-4.5 cm2). From preoperatively to 2 years postoperatively, the iHOT-12 significantly improved from 50.2 ± 18 to 86.5 ± 19 (P < 0.0001), and pain score decreased from 5.6 ± 1.8 to 1.0 ± 1.5 (P < 0.0001) on the Visual Analog Scale pain score. Regarding functional outcome and pain, 10 of the 11 patients and all patients reached the minimal clinically important difference (MCID), respectively. The postoperative average MOCART score was 87.2 (± 9.2). No adverse events or reoperations were observed.
Conclusions
Arthroscopic, autologous minced cartilage implantation for treating full-thickness acetabular cartilage lesions in FAIS shows statistically and clinically significant improvement at short-term follow-up.
Background:
Minced cartilage implantation (MCI) has seen a renaissance in recent years. In this evolved technique, human articular cartilage is harvested with an arthroscopic shaver, augmented with platelet-rich plasma (PRP), and implanted with autologous thrombin. This modified technique combines the possibility of cell-based surgical cartilage repair with a minimally invasive autologous 1-step procedure. However, evidence on cell survival and preserved function after shaver-based mincing and PRP supplementation is limited.
Purpose:
To evaluate the effects of arthroscopic shaver mincing and augmentation with PRP on human cartilage tissue.
Study Design:
Controlled laboratory study.
Methods:
Standardized samples were taken from 12 donors during autologous MCI. A comparison of cell outgrowth, cell viability, proliferation capacity, and ability to produce extracellular matrix–specific proteoglycans after chondrogenic redifferentiation was made between cartilage taken by curettage from the border of the cartilage defect, cartilage tissue minced by an arthroscopic shaver, and cartilage tissue minced by an arthroscopic shaver that was additionally augmented with autologous PRP.
Results:
There was no difference between all 3 groups in terms of cell outgrowth or proliferation capacity. Metabolic activity relative to the cell number of chondrocytes isolated from shaver-minced cartilage was higher compared with chondrocytes isolated from cartilage that was derived by curettage or shaver-minced cartilage that was augmented with PRP. After chondrogenic stimulation, the normalized proteoglycan content was higher in spheroids of cells derived from shaver-minced cartilage augmented with PRP than in spheroids of cells derived from curettage. A high correlation of cell outgrowth, proliferation capacity, and viability between isolated cells from all 3 groups taken from an individual donor was observed.
Conclusion:
Chondrocytes isolated from human cartilage tissue that was harvested and minced with an arthroscopic shaver remained viable and proliferative. The augmentation of shaver-minced cartilage with PRP led to the enhanced proteoglycan production of chondrogenic spheroids in vitro, pointing toward the development of a cartilage-specific extracellular matrix. This in vitro study yields promising results regarding the use of an arthroscopic shaver and augmentation with PRP in the context of MCI.
Clinical Relevance:
Knowledge that shaver mincing and augmentation with PRP are feasible for processing articular cartilage during MCI is highly relevant for surgical cartilage repair.
Hintergrund: Chronischer Rückenschmerz ist weiterhin eine sozioökonomische Herausforderung. Die Rentenversicherung hat zur
Behandlung dieser Erkrankung Rehabilitationsstandards erstellt. Die Ergebnisse einer orthopädischen Rehabilitation objektiv darzustellen ist bisher kaum gelungen, daher wird in dieser Studie mit Hilfe des Messinstrumentes Spineliner der Versuch unternommen, dies umzusetzen.
Material und Methoden: Der Spineliner ist ein Instrument zur Erfassung von u.a. des Gewebewiderstandes. Dieser Parameter wurde in dieser Studie als objektivierbarer Messparameter zur Erfassung
von Therapieeffekten bei der Behandlung chronischer
Rückenschmerzpatient*innen untersucht. Zur Bestimmung der Intra - und Interraterreabilität wurden Messungen zu (zwei
unterschiedlichen) Zeitpunkten bei zwei Gruppen gesunder Personen (n=15 und n=16) von zwei unterschiedlichen Untersuchern durchgeführt. Die Erhebung der Messwerte des Gewebewiderstandes erfolgte an 24 Punkten entlang der Wirbelsäule (7 HWS, 12 BWS und
5 LWS) und die Erfassung der klinischen Daten der Studie (bspw. BMI, FBA) erfolgte prospektiv bei Aufnahme und nach drei Wochen bei Entlassung. Im Verlauf erhielten die Probanden (n = 80) Therapien gemäß den RehabilitationsTherapieStandards der Deutschen Rentenversicherung. Neben der ärztlichen Untersuchung wurden die Funktionsverbesserung, die Symptomlinderung i.S. der
Schmerzreduktion, sowie die Minderung der psychosozialen
Problemlage anhand standardisierter Fragebögen (bspw. UKS, FFbH,
ODI, NAS) zu Beginn und bei Abschluss der therapeutischen
Intervention erhoben. Die rückengesunden Kontrollen erhielten keine Therapie. Aufgrund des messtechnischen Verfahrens kam es innerhalb der beiden Gruppen zu Dropouts in den Messreihen, so dass sich die Zahlen von n = 80 in der Probandengruppe und n = 64 in der Kontrollgruppe unterscheiden. Als statistische Verfahren kamen der T-Test und die ANOVA zum Einsatz.
Ergebnis: Durch den Spineliner wurde eine signifikante Zunahme der Geweberesistenz (gemessen in Durometer) bei der Probandengruppe
nach Rehabilitation (t2) erfasst (p(HWS) = 1.594E-05, p(BWS)= 0.045
und p(LWS)= 0.005). Die klinischen Parameter zeigten sich ebenfalls
verbessert. Die Schmerzen zeigten sich nach erfolgter Therapie
signifikant reduziert. Dies zeigte sich u.a. anhand des NAS in Ruhe
mit einem p = 1.48E-09. Zusätzlich zeigten sich Probanden nach
erfolgter Rehabilitation deutlich beweglicher, welches sich bspw. bei
dem Finger-Boden-Abstand gemessen in cm mit einem p = 0.003
erfassen ließ. Die Minderung der psychosozialen Problemlage
evaluiert mittels UKS zeigt sich statistisch signifikant in der
Untersuchungsgruppe mit einem p = 1.596E-13. Die Verbesserung der
Funktionskapazität bei Alltagstätigkeiten zeigt sich mittels des FFbHs
mit einem p = 7.628E-0.5 und mittels des ODIs mit einem p =
2.556E-07.
Schlussfolgerung: In diesem Zusammenhang konnten wir zeigen, dass die RTS zu einer signifikanten Verbesserung hinsichtlich des körperlichen und psychischen Befindens der Patienten beitragen. Es konnte in der Studie gezeigt werden, dass der Parameter
Gewebewiderstand als objektivierbarer Messparameter geeignet ist, die o. g. Fragestellung zu beantworten. Der Spineliner scheint ein geeignetes Instrument zur Erfassung von objektiver
Rehabilitationsergebnissen zu sein.
We aimed to determine the accuracy and reliability of measures characterizing anterior, lateral, and posterior acetabular coverage on intraoperative fluoroscopic images compared to postoperative radiographs when performing periacetabular osteotomies (PAOs). A study involving 100 PAOs was initiated applying a standardized intraoperative imaging protocol. Coverage was determined by the lateral center edge angle (LCEA), the Tönnis angle (TA), and the anterior and posterior wall index (AWI, PWI). An intraclass correlation coefficient (ICC) model was used to assess interrater (ICC (3,2)) and intrarater (ICC (2,1)) reliability. The ICC (2,2) between analyses obtained from intraoperative fluoroscopy and postoperative radiographs and the corresponding 95% confidence interval (CI) were determined and complemented by Bland–Altman analysis, the mean difference, and 95% limits of agreement (LOA). The ICCs were 0.849 for the LCEA (95% CI 0.783–0.896), 0.897 for the TA (95% CI 0.851–0.930), 0.864 for the AWI (95% CI 0.804–0.907), and 0.804 for the PWI (0.722–0.864). The assessed interrater reliability was excellent except for the AWI, which was graded good (ICC = 0.857, 95% CI 0.794–0.902). Interrater agreement was generally good and fair for the AWI (ICC = 0.715, 95% CI 0.603–0.780). For each postoperative radiograph, interrater reliability was good with ICCs ranging from 0.813 (TA) to 0.881 (PWI). Intrarater reliability was good for all measurements and excellent for the preoperative TA (ICC = 0.993, 95% CI 0.984–0.997) and PWI (ICC = 0.954, 95% CI 0.919–0.97). In summary, we confirm the validity and reliability of intraoperative fluoroscopy as an alternative imaging modality to radiography to evaluate acetabular fragment orientation during PAO. We affirm the LCEA and TA as precise measures for lateral head coverage, and show the suitability of the AWI and PWI to steadily assess acetabular version.
Background: Administering intraoperative analgesia in patients undergoing periacetabular osteotomy (PAO) is challenging due to both the relevant surgical approach and osteotomies, which are associated with pain. The aim of this study was to assess the effect of the transversus abdominis plane block (TAPb) on intraoperative opioid consumption and circulation parameters in PAO patients. Patients and Methods: We conducted a two-group randomized-controlled trial involving 42 consecutive patients undergoing PAO for symptomatic developmental dysplasia of the hip (DDH) in our department. Patients assigned to the study group received an ultrasound-guided TAPb with 0.75% ropivacaine before the beginning of the surgery and after general anesthesia induction. Patients assigned to the control group did not receive a TAPb. General anesthesia was conducted according to a defined study protocol. The primary endpoint of the study was the intraoperative opioid consumption, measured in morphine equivalent dose (MED). Secondary endpoints were the assessment of intraoperative heart rate, mean arterial pressure (MAP), need for hypotension treatment, and length of hospital stay (LOHS). A total of 41 patients (n = 21 TAPb group, n = 20 control group) completed the study; of these, 33 were women (88.5%) and 8 were men (19.5%). The mean age at the time of surgery was 28 years (18–43, SD ± 7.4). All operations were performed by a single high-volume surgeon and all TAPb procedures were performed by a single experienced senior anesthesiologist. Results: We observed a significantly lower intraoperative opioid consumption in the TAPb group compared to the control group (930 vs. 1186 MED per kg bodyweight; p = 0.016). No significant differences were observed in the secondary outcome parameters. We observed no perioperative complications. Conclusion: Ultrasound-guided TAPb significantly reduces intraoperative opioid consumption in patients undergoing PAO.
Cold physical plasma (CPP), a partially ionized gas that simultaneously generates reactive oxygen and nitrogen species, is suggested to provide advantages in regenerative medicine. Intraoperative CPP therapy targeting pathologies related to diminished bone quality could be promising in orthopedic surgery. Assessment of a clinically approved plasma jet regarding cellular effects on primary bone marrow mesenchymal stromal cells (hBM-MSCs) from relevant arthroplasty patient cohorts is needed to establish CPP-based therapeutic approaches for bone regeneration. Thus, the aim of this study was to derive biocompatible doses of CPP and subsequent evaluation of human primary hBM-MSCs’ osteogenic and immunomodulatory potential. Metabolic activity and cell proliferation were affected in a treatment-time-dependent manner. Morphometric high content imaging analyses revealed a decline in mitochondria and nuclei content and increased cytoskeletal compactness following CPP exposure. Employing a nontoxic exposure regime, investigation on osteogenic differentiation did not enhance osteogenic capacity of hBM-MSCs. Multiplex analysis of major hBM-MSC cytokines, chemokines and growth factors revealed an anti-inflammatory, promatrix-assembling and osteoclast-regulating secretion profile following CPP treatment and osteogenic stimulus. This study can be noted as the first in vitro study addressing the influence of CPP on hBM-MSCs from individual donors of an arthroplasty clientele.
Background
The outcomes of hematogenous periprosthetic joint infection (PJI) and reasons for failure are largely unknown.
Methods
The outcomes of consecutive patients with hematogenous PJI treated at our institution between 2010 and 2019 were evaluated. Failure was classified as persistence or relapse of infection or new infection. Failure-free survival was assessed using Kaplan-Meier analysis. Proportions between groups were compared with the Fisher exact test.
Results
One hundred thirty-two hematogenous PJI episodes involving knee (n = 76), hip (n = 54), shoulder (n = 1), or elbow (n = 1) prostheses experienced by 110 patients were included. The median follow-up (range) was 20.7 (0.2–89.9) months. Hematogenous PJIs were caused by Staphylococcus aureus (n = 49), Streptococcus spp. (n = 36), Enterococcus faecalis (n = 17), Enterobacterales (n = 16), coagulase-negative staphylococci (n = 9), and other (n = 6). Debridement and implant retention were performed in 50 (38%), prosthesis exchange or removal in 79 (60%), and no surgery in 3 episodes (2%). Treatment failed in 42 episodes (32%), including 6 infection-related deaths. Among 36 nonfatal failures, 21 were caused by a new pathogen and 8 by the same pathogen, in 7 episodes no pathogen was isolated. Of all nonfatal failures, 19 (53%) PJIs were of hematogenous origin. Identification of the primary focus, causative pathogen, and CRIME80 Score did not influence treatment outcome, but the failure rate was higher following prosthesis retention compared with multistage exchange.
Conclusions
Persistence-/relapse-free survival after treatment of hematogenous PJI was high (84%). New hematogenous PJI due to the same or a new pathogen occurred frequently, reducing treatment success to 62% after 4 years of follow-up, suggesting an individual predisposition to hematogenous PJI. The outcome was similar for different pathogens but worse in episodes treated with prosthesis retention compared with multistage exchange.
Recently, there was a debate about whether borderline dysplastic hips should be treated surgically with hip arthroscopy or periacetabular osteotomy (PAO). Current studies recommend a classification into stable and unstable hips. Therefore, radiological scores have been described in recent years. Likewise, a new clinical stability test with the Prone Apprehension Relocation Test (PART) has been described. However, there has been no correlation between the modern radiological scores and the PART. We prospectively studied a consecutive group of patients who presented to our clinic. The PART and radiological scores were assessed in these patients. We divided the patients into a PART-positive and a PART-negative group and analyzed the associated clinical and radiological findings. Out of 126 patients (126 hips) included, 36 hips (29%) were evaluated as PART positive. There were significantly more females in the PART positive group (P = 0.005). Comparing the PART groups, significant differences (P < 0.0001) were found for the lateral center edge angle (LCEA), Femoro-Epiphyseal Acetabular Roof (FEAR) index, Gothic arch angle (GAA), anterior wall index (AWI), the occurrence of the upsloping lateral sourcil (ULS) and signs of acetabular retroversion. The correlation analysis showed an association between LCEA, FEAR index, GAA, AWI, ULS and the PART. A chi-square automatic interaction detection algorithm revealed that the strongest predictor of positive PART was the GAA. In conclusion, a high correlation between the PART and known radiological instability parameters was found. Consequently, a combination of clinical instability testing and radiological instability parameters should be applied to detect unstable hips.
Particles released from cobalt-chromium-molybdenum (CoCrMo) alloys are considered common elicitors of chronic inflammatory adverse effects. There is a lack of data demonstrating particle numbers, size distribution and elemental composition of bone marrow resident particles which would allow for implementation of clinically relevant test strategies in bone marrow models at different degrees of exposure. The aim of this study was to investigate metal particle exposure in human periprosthetic bone marrow of three types of arthroplasty implants. Periprosthetic bone marrow sections from eight patients exposed to CoCrMo particles were analyzed via spatially resolved and synchrotron-based nanoscopic X-ray fluorescence imaging. These analyses revealed lognormal particle size distribution patterns predominantly towards the nanoscale. Analyses of particle numbers and normalization to bone marrow volume and bone marrow cell number indicated particle concentrations of up to 1 × 1011 particles/ml bone marrow or 2 × 104 particles/bone marrow cell, respectively. Analyses of elemental ratios of CoCrMo particles showed that particularly the particles’ Co content depends on particle size. The obtained data point towards Co release from arthroprosthetic particles in the course of dealloying and degradation processes of larger particles within periprosthetic bone marrow. This is the first study providing data based on metal particle analyses to be used for future in vitro and in vivo studies of possible toxic effects in human bone marrow following exposure to arthroprosthetic CoCrMo particles of different concentration, size, and elemental composition.
Introduction
Tibial tubercle osteotomy (TTO) is a common procedure used to treat patients with patellofemoral instability (PFI) and osteoarthritis (PFOA). Medial patellar maltracking due to previous excessive medialization of the tibial tubercle has rarely been reported. Therefore, the goal of this study was to assess patient-reported outcome measures (PROMs) after revision osteotomy with lateralization of the tibial tubercle (RL-TTO) to correct medial patellofemoral maltracking.
Materials and methods
Between 2017 and 2021, a series of 11 patients (male/female 1/10; age 35.8 ± 10.5 years) were treated by RL-TTO, of whom 8 patients could be retrospectively evaluated after a mean of 32.4 ± 15.1 months (range 18–61 months) postoperatively. The Kujala anterior knee pain scale, the patellofemoral subscale of the Knee Osteoarthritis and Outcome Score (KOOS-PF), and a numeric analog scale (NAS; 0–10) regarding anterior knee pain (AKP) at rest and during activity were assessed from pre- to postoperatively.
Results
The preoperative mean tibial tubercle-trochlear groove (TT-TG) and tibial tubercle-posterior cruciate ligament (TT-PCL) distances were − 6.5 ± 6.5 mm and 0.7 ± 4.6 mm, respectively. The intraoperatively determined amount of tibial tubercle lateralization averaged 10.7 ± 3.6 mm. The Kujala score and KOOS-PF improved significantly from 33.6 ± 10.1 (23–51) points to 94.4 ± 6.2 points (82–100) (p < 0.001) and from 20.6 ± 13.2 points (0–43.3) to 87.3 ± 9.9 points (72.8–100) (p < 0.001) from pre- to postoperatively, respectively. Pain at rest decreased from 5.8 ± 1.9 to 0.8 ± 0.9 (p < 0.001), and pain during activity decreased from 8.6 ± 1.3 to 1.6 ± 1.5 (p < 0.001).
Conclusion
RL-TTO significantly improved subjective knee function and AKP in patients suffering from medial patellar maltracking due to previous excessive tibial tubercle medialization osteotomy at short-term follow-up.