Neue Aspekte der Ätiologie der Arthrose

Summary

Object: Searching for etiology of degenerative changes in hyaline cartilage, nowadays reveals numerous theories. These are: physical forces and biomaterial failure, cell injury (impaired chondrocyte nutrition, immobilisation compression), synovial changes, microfractures or other extracartilaginous factors with cartilage changes being secondary. There is some evidence concerning a relationship between the subchondral area and degeneration in the cartilage. In the international literature many authors suggest that these changes depend on microvascular irritation and its consequences in the intraosseous pressure.

Design: a) In an animal experiment all the vessels of the patella in rabbits were ligated. After different periods the hyaline cartilage was examined with the methods of macroscopy, scanning electron microscopy and with the light microscope, b) In a second trial, the intraosseous pressure were compared in patients with or without degenerative changes as well as during flexion and extension of the knee joint. 55 patients were measured with a specially constructed bone-biopsy needle. Based on the results of this investigation we started to treat patients with patellar pain syndrome in a prospective study by means of an intraosseous drilling.

Results: a) The results showed that our animal model is suitable to produce changes inside the hyaline cartilage similar to the well known changes in osteoarthritis, b) Patients with degenerative changes in the cartilage (evaluated by arthroscopy) have an increased intraosseous pressure, compared to patients with normal cartilage. In 95% of our patients followed up over 12 month, an increased intraosseous pressure has been successfully reduced by a w-shaped intraosseous, extraarticular drilling. 80% of the patients reported subjective improvement after the operation.

Conclusion: Based on these results, we think that there must be a relationship between the subchondral area and degenerative cartilage diseases. We therefore think that in many cases of unknown origin in osteoarthritis the beginning is situated in the subchondral bone.

Kurzfassung

Ziel: Sucht man nach den Ursachen degenerativer Veränderungen im hyalinen Gelenkknorpel, so gibt es zur Zeit sehr viele Theorien: physikalische Kräfte, Versagen der Biomaterialien, Zellschaden (verschlechterte Chondrozytenernährung, Immobilisationsschäden), Veränderungen der Synovialflüssigkeit, Mikrofrakturen oder andere extrakartilaginä-re Faktoren, die erst sekundär den Knorpel verändern.

Es gibt Hinweise auf Zusammenhänge zwischen dem subchondralen Raum und Knorpeldegeneration. In der internationalen Literatur verweisen viele Autoren auf eine Irritation der Blutgefäße mit folgenden Veränderungen beim intraossären Druck.

Gestaltung: a) In einem Tierexperiment wurde die Gefäßversorgung von Kniescheiben an Kaninchen unterbunden. Nach verschiedenen Zeiträumen erfolgte die Untersuchung des hyalinen Gelenkknorpels mit den Methoden der Makroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und mit dem Lichtmikroskop, b) In einem zweiten Versuch wurden intraossäre Drucke der Patella bei Patienten mit und ohne degenerative Veränderungen - sowohl in Beugung als auch in Strek-kung - verglichen. Verwandt wurde eine eigens dafür konstruierte Kanüle bei 55 Patienten. Aufbauend darauf behandelten wir bisher 20 Patienten mit patellarem Schmerzsyndrom im Rahmen einer prospektiven Studie mittels einer intraossären Anbohrung.

Ergebnisse: a) Es zeigte sich, dass unser Tierexperiment geeignet ist, reproduzierbare Veränderungen des hyalinen Gelenkknorpels hervorzurufen, die morphologisch gleich sind mit den bereits bekannten Veränderungen bei einer Osteoarthrose, b) Patienten mit retropatellaren degenerativen Veränderungen (arthroskopisch verifiziert) besitzen einen erhöhten intraossären Druck, verglichen mit einem Normalkollektiv. Ein erhöhter intraossärer Druck wurde daraufhin von uns erfolgreich mittels einer w-förmigen, intraossären, extraartikulären Anbohrung in 95% der Patienten gesenkt, bei einem Nachuntersuchungszeitraum von 12 Monaten. 80% dieser Patienten gaben subjektive Beschwerdebesserungen an.

Schlußfolgerung: Basierend auf diesen Untersuchungen glauben wir, dass es einen Zusammenhang zwischen dem subchondralen Bereich und degenerativen Knorpelveränderungen geben muß. Wir glauben deshalb, dass die Ursache und der Beginn im subchondralen Knochen liegen.

Key words

Osteoarthritis - etiopathogenesis - subchondral bone - intraosseous pressure - experimental investigation.

Schlüsselwörter

Arthrose - Ätiopathogenese - subchondraler Knochen - intraossärer Druck - experimentelle Untersuchung