Grad der Knorpelschädigung
10 Tage 20 Tage 37 Tage 2 Monate 3 Monate 4 Monate 6 Monate 8 Monate 0
10 20 30 40 Score
Abb. 78: Grad der Knorpelschädigung: Vergleich der Mittelwerte der histomorphologischen Gesamtscores HB und NHB in Abhängigkeit von der postoperativen
Überlebenszeit.
Bei der immunhistochemischen Auswertung am Paraffinpräparat mittels APAAP-Technik wurden zunächst Kollagen Typ II und Typ VI untersucht. Mit hoher Spezifität konnte im gesunden Gelenkknorpel immunhistochemisch in allen Schichten Kollagen Typ VI nachgewiesen werden (Abb. 79).
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Abb. 79: Gelenkknorpel mit perizellulärem Kollagen Typ VI (Pfeile). Kollagen VI-positive Zellen zeigen sich selten in der Superfizialzone, aber vermehrt in der Übergangs- und Radiärzone; 70fache Vergrößerung, AK-Ver-dünnung 1:50 in APAAP- Technik.
Über die einzelnen Wochen und Monate der Arthroseentstehung zeigte sich zunehmend, dass sich im Bereich von Chondrozytennekrosen perizellulär kein Kollagen Typ VI mehr nachweisen ließ. Mit zunehmendem Arthrosestadium zeigt sich in der Hauptbelastungszone eine weitere Abnahme der Kollagen VI-positiven Zellen in den oberen Schichten, jedoch in den zunehmend desorganisierten Radiärzonen nahm die Intensität der APAAP–Färbung zu. Die nicht positiven Zellen der Übergangszone erschienen größer und ballonierter, um die Chondrozytencluster war weiterhin kein Kollagen VI nachweisbar. In der Nicht-Hauptbelastungszone dagegen zeigte sich eine relative Zunahme der Kollagen VI-positiven Zellen. Ab dem 2. postoperativen Monat waren die meisten Chondrozyten der Hauptbelastungszone abhängig von der Zellmorphologie negativ für Kollagen VI. Speziell die in den Knorpelzotten vorkommenden Chondrozytencluster und ballonierte atypische Chondrozyten exprimierten perizellulär kein Kollagen VI (Abb. 80).
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Abb. 80: Hier ist der Knorpel 2 Monate postoperativ in Knorpelzotten dargestellt, vereinzelt findet perizellulär die Expression von Kollagen-VI statt. 140fache Vergrößerung, AK-Verdünnung 1:50 in APAAP-Technik.
Tenascin konnte im gesunden hyalinen Gelenkknorpel des Kaninchens am Paraffinschnitt als diskrete interterritoriale Färbung der Matrix mit Betonung der Radiär- und Übergangszone gezeigt werden. Mit zunehmender Dauer der Arthrose zeigten die Zellen und Cluster der Hauptbelastungszone perizellulär eine verminderte Tenascinanreicherung, demgegenüber in der Nicht-Hauptbelastungszone des arthrotischen Gelenkknorpels nahm die Tenascinexpression zu;
so dass die Chondrozytencluster eine stark ausgeprägte perizelluläre Antigenhäufung von Tenascin (Abb. 81) und die wenig desorganisierten Knorpelareale arkadenförmig einen verstärkter Nachweis von Tenascin um die Zellen der Übergangs- und Radiärzone zeigten (Abb. 82). In der Hauptbelastungszone sah man nach 3 Monaten postoperativ keine tenascinpositiven Zell- oder Knorpelareale, in der Nicht-Hauptbelastungszone sah man im verdünnten Gelenkknorpel bis zur Zone des verkalkten Knorpels beim Großteil der Chondrozyten perizellulär eine Tenascinanreicherung.
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Abb. 81: Tenascin territorial und interterritorial um oberflächennahe Chondrozytennester exprimiert, 3 Monate postoperativ NHB; 70fache Vergrößerung,
AK-Verdünnung 1:100 in APAAP-Technik.
Abb. 82: Zwei Monate postoperativ entnommener Gelenkknorpel. In der Nicht-Haupt- belastungszone zeigen sich deutliche perizelluläre und interterritoriale
arkadenförmige Tenascinanreicherungen in stark desorganisiertem Knorpel;
140fache Vergrößerung, AK-Verdünnung 1:100 in APAAP-Technik.
Fibronectin zeigt sich sowohl im gesunden als auch arthrotischen Gelenkknorpel. Mit zunehmendem Arthrosestadium steigt zunächst der Fibronectinanteil in HB und NHB an, bis schließlich ab dem 4. postoperativen Monat Fibronectin in der HB nur noch im Bereich des subchondralen Knochens zu finden ist. Auch in der NHB zeigte sich dann eine Abnahme des interterritorialen und zellulären Fibronectins (Abb. 83 und 84)
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Abb. 83: Gesunder hyaliner Gelenkknorpel mit Darstellung von Fibronectin. Fibronectin- positive Zellen in allen Schichtn, sowie interterritoriale Fibronectinanreicherung;
20fache Vergrößerung, AK-Verdünnung 1:75 in APAAP-Technik.
Abb. 84: Fibronectinnachweis nur in knorpelüberwachsendem Pannusgewebe mit chondro- ider Metaplasie, in den darunterliegenden Schichten keine Fibronectin-
anreicherung; 140fache Vergrößerung, AK-Verdünnung 1:75 in APAAP-Technik,
Gegenfärbung Alcianblau.
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Indirekte Immunfluoreszenz an Gefrierschnitten der Nicht-Hauptbelastungszone
Kollagern Typ II als ubiquitäres Matrixprotein konnte im gesunden hyalinen Gelenkknorpel in homogener Struktuverteilung nachgewiesen werden. In der Superfizialschicht und in der territorialen Matrix ist die Struktur homogen nachweisbar (Abb. 85).
Abb. 85: Gesunder hyaliner Kaninchengelenkknorpel mit Kollagen-II-Nachweis
und typischem Aufbau, ohne verkalkten Knorpel und untere Radiärzone; 70fache Vergrößerung, AK-Verdünnung 1:20 mit Cy3-gekoppeltem Sekundär-AK.
Im Verlauf der sekundären Arthroseentstehung nahm die homogene Verteilung des Kollagens II deutlich ab. Es kam zum vollständigen Verlust der Superfizialschicht sowie zu einer ungeordneten Kollagen II-Faserausrichtung in den Chondrozytenresten und Clustern. Ab dem 6. postoperativen Monat waren nur noch lose Kollagen II Fibrillen über den Resten der Radiärzone zu sehen, perizellulär verblieben Reste des Kollagens (Abb. 86).
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Abb. 86: 6 Monate postoperativ entnommener Knorpel. In den Knorpelzotten
und flottierenden Fasern gute Darstellung des Kollagen-II durch die ausgeprägte Asbestierung; 70fache Vergrößerung, AK-Verdünnung 1:20 mit Cy3-gekoppeltem Sekundär-AK.
Fibronectin und Tenascin wurde sowohl im gesunden als auch im arthrotischen Gelenkknorpel immunhistochemisch nachgewiesen. In Abhängigkeit von der Schwere der Arthrose zeigte sich eine Abnahme der interterritorialen und zellulären Anfärbbarkeit von Fibronectin und Tenascin (Abb. 87 und 88).
Abb. 87: Sechs Monate postoperativ entnommener Gelenkknorpel. Breite, kondensierte, oberflächliche Fibronectinbande; Abnahme des interterritorialen und zellulären Antigennachweises und Auftreten eines den Chondrozyten folgenden territorialen Verteilungsmusters; 70fache Vergrößerung, AK-Verdünnung 1:75 mit Cy3-
gekoppeltem Sekundär-AK.
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Abb. 88: Sechs Monate postoperativ entnommener Gelenknorpel. An der Oberfläche des fissurierten, fragmentierten Gelenknorpels zeigen sich Tenascinbande;
vereinzelt positiver zellulärer Tenascinnachweis. Am Übergang zur Tidemark streifiges interzelluläres Antigenmuster; 70fache Vergrößerung, AK-Verdünnung 1:75 mit Cy3-gekoppeltem Sekundär-AK.
Einfluss der Low-Level-Laser-Bestrahlung auf vorgeschädigten Knorpel in vivo
Insgesamt und ohne Vorabdifferenzierung der Energiedichte der Bestrahlung konnte gezeigt werden, dass der Laser einen Einfluss auf die Bewertung der Knorpelpräparate hat. Im Einzelnen zeigt sich, dass die Laserbestrahlung einen hohen Einfluss auf die histomorphologischen Gesamtscoreergebnisse hat. In der Hauptbelastungszone zeigen sich in Bezug auf das histomorphologische Gesamtscoring bei den Tieren, die mit einer Energiedichte von 1 J/cm bestrahlt wurden, bedeutend bessere Ergebnisse als bei den Tieren der Kontrollgruppe. Die Laserbestrahlung mit 4 J/cm zeigte keinen bedeutenden Einfluss auf die Bewertung der Präparate (Abb. 89). In der Nicht-Hauptbelastungszone zeigte sich, dass die Gruppe der Tiere, die mit einer Energiedichte von 1 J/cm bestrahlt wurden, gegenüber den Tieren der Kontrollgruppe in der Gesamtbewertung besser bewertet wurden. Bei der Bestrahlung mit einer Energiedichte von 4 J/cm gab es keine Unterschiede zur Kontrollgruppe (Abb. 90).
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