Biologische und demographische Einflussfaktoren auf das Regenerationspotential nach Rotatorenmanschettenrekonstruktion

Einleitung: Die operative Therapie von Rotatorenmanschettenrupturen wird heutzutage standardmäßig mittels arthroskopischer Nahttechniken (Einzel- / Doppelreihe) durchgeführt. Trotz sukzessiver Verbesserung der Techniken und biomechanisch stabiler Rekonstruktion werden nach wie vor Re-Defektraten von 5-50% beschrieben. Sowohl biologische/demographische Einflussfaktoren als auch der Zeitpunkt des Auftretens von Re-Defekten bleiben bis heute insuffizient geklärt. Ziel der Publikationen waren die Evaluation des Einflusses von biologischen und demographischen Faktoren (Publikation 1) auf das Regenerationspotential nach Rotatorenmanschettenrekonstruktion, die Erfassung des Zeitpunktes von Re-Defekten mittels serieller kernspintomographischer Untersuchung (Publikation 2) sowie die Untersuchung des Effektes von Platelet Rich Plasma (PRP) auf autologe Sehnenzellen (Publikation 3). Methodik: In die verwendeten Studien wurden Patienten eingeschlossen, die eine arthroskopische Supraspinatussehnenrekonstruktion erhielten. Intraoperativ entnommene Sehnenbiopsien wurden auf Sehnenzellproliferation und Kollagen-I-Produktion untersucht und mit demographischen Daten der Patienten (Alter / Geschlecht) sowie dem klinischen und radiologischen Outcome zwei Jahre postoperativ korreliert (Publikation 1). In seriellen Magnetresonanz-tomographischen (MRT) Untersuchungen wurde die postoperative Sehnen-/ und Muskelbeschaffenheit engmaschig kontrolliert und der Zeitpunkt von Re-Defekten sowie das Auftreten von Knochenödemen oder Osteolysen dokumentiert (Publikation 2). Weiterhin wurde autologes PRP von Patienten unterschiedlichen Alters und Geschlechtes auf Sehnenbiopsien in vitro gegeben und die Tenozytenproliferation, die Kollagen-I-Synthese sowie die Kollagen-I und –III-Expression gemessen (Publikation 3). Ergebnisse: Mit zunehmendem Alter zeigte sich eine signifikante Verschlechterung der biologischen Zellparameter. Das klinische und radiologische Outcome korrelierte jedoch weder mit den demographischen Daten, noch mit den biologischen Parametern (Publikation 1). Re-Defekte der Supraspinatussehne, die überwiegend im Bereich des Muskel-/Sehnenübergangs auftraten, wurden in 5/6 Patienten zwischen 12 und 24 Monaten postoperativ festgestellt. Knochenödeme waren 6 Monate postoperativ nicht mehr nachweisbar, während das Auftreten von Osteolysen ab 3 Monate nach der Operation mit Zunahme im Verlauf zu vermerken war (Publikation 2). PRP zeigte einen signifikanten positiven Effekt auf die Tenozytenproliferation sowie die absolut gemessene Kollagen-I-Synthese, während die relativ gemessene Kollagen-I-Synthese reduziert war (Publikation 3). Zusammenfassung: Es konnte gezeigt werden, dass zunehmendes Patientenalter einen negativen Effekt auf die biologischen Ausgangsparameter von Sehnenzellen der Rotatorenmanschette, jedoch keinen Einfluss auf deren Einheilungspotential nach Rekonstruktion hat. Entgegen bisheriger Annahmen traten im untersuchten Kollektiv Re-Defekte überwiegend im Zeitraum zwischen 1 und 2 Jahren postoperativ auf. Die Augmentation von Sehnenzellen mit PRP steigert in vitro die Zellproliferation und die absolute Kollagen-I-Synthese und hat dadurch möglicherweise einen Einfluss auf die Sehnenheilung.Introduction: A possible influence of demographic and biological factors on tendon healing after rotator cuff reconstruction has been discussed in several studies. Furthermore, recurrent rotator cuff defects are described to occur in the early postoperative period. Therefore, aim of the studies was to evaluate the influence of demographic and biological factors on the regeneration of rotator cuff tears (publication 1), as well as the musculotendinous and bone structure (publication 2) after arthroscopic reconstruction. The assessment of a possible effect of autologous platelet rich plasma on rotator cuff tendon cells was the aim of publication 3. Materials and methods: Patients who underwent arthroscopic reconstruction of the supraspinatus tendon were included in all three studies. Tendon biopsies were obtained and assessed for cell growth and collagen-I-production. Furthermore, 24 months after surgery clinical scores were evaluated and magnetic resonance imaging was performed to determine the rotator cuff integrity (publication 1). Serial magnetic resonance imaging (7 days, 3, 6, 12, 26, 52 and 108 weeks postoperative) was performed to assess tendon integrity and retraction, muscular atrophy, fatty infiltration, bone marrow edema and osteolysis at all time points (publication 2). Moreover, autologous platelet rich plasma was added to biopsie tissue samples of supraspinatus tendon and its’ in vitro effect on cell proliferation, collagen I synthesis, and expression of collagen I and III was analyzed (publication 3). Results: Whereas age influenced the biological tendon cell parameters, sex showed no differences. However, neither the biological cell parameters nor age or sex correlated with the clinical and radiological outcome 24 months after surgery (publication 1). Recurrent defects of the supraspinatus tendon were observed in 5/6 patients between 12 and 24 months postoperatively. Predominant medial cuff failures were observed in 4/6 patients as a mode of failure. 6 months after surgery bone marrow edema disappeared completely. Osteolysis appeared 3 months postoperatively and increased to final follow up (publication 2). Platelet rich plasma showed a positive effect on tendon cell proliferation and absolute collagen I synthesis (publication 3). Conclusion: Neither age nor sex showed an effect on tendon healing and the clinical outcome after rotator cuff reconstruction (publication 1). In contrast to recently published studies the time of failure was predominant medial cuff failures between 12 and 24 months after surgery (publication 2). The in vitro augmentation with platelet rich plasma increased tendon cell proliferation. Therefore, an in vivo augmentation could influence tendon healing as well (publication 3)