Biomechanische Untersuchungen an humanen allogenen Sehnentransplantaten nach Elektronenstrahl- und Gammabestrahlung

Für die Transplantation von allogenem Gewebe als VKB–Ersatz wird in Deutschland eine sichere Keiminaktivierung verlangt, um Graft-versus-Host-Infektionen zu verhindern. Insbesondere um klinisch relevante Viren sicher zu inaktivieren, sind Bestrahlungsdosen von mehr als 30 kGy erforderlich. Diese führen jedoch zu irreversiblen Schädigungen der allogenen Sehnentransplantate. Das Ziel der vorliegenden in vitro und in vivo Untersuchungen bestand daher darin, dosisabhängige Einflüsse der E-Beam- und Gamma Sterilisation auf die Biomechanik von allogenen und autologen Sehnen zu überprüfen. Erstmals wurde dabei eine fraktionierte E-Beam-Sterilisation untersucht, bei der die erforderliche minimale Dosis von 34 kGy in 10 Bestrahlungszyklen zu je 3,4 kGy appliziert wurde. Das Studiendesign für 4 in vitro Untersuchungen waren kontrollierte, randomisierte Laborstudien, in denen bestrahlte und unbestrahlte, tiefgefrorene BPTB-Präparate mit einer Breite von 10 mm nach 10 Tagen Konservierung ( -70 oC ; CO2) zyklischen Dehnungstests unterzogen wurden. Anschließend wurden die biomechanischen Eigenschaften getestet, wobei Steifigkeit, maximale Versagenskraft, Dehnung L1–L200, Dehnungsunterschiede und Zyklische Elongation analysiert wurden. Die Gruppenzuteilung von insgesamt 142 BPTBPräparaten erfolgte in 4 Testreihen nach einem computergestützten Randomschema: • E-Beam-Bestrahlung von 0 ,15 ,25 und 34 kGy an je 8 Präparaten, • E-Beam-Bestrahlung von 0, 15, 25 und Gamma Bestrahlung mit 25 kGy an je 10 Präparaten, • Unbestrahlte und 34 kGy E-Beam- und Gammabestrahlungan je 10 Präparaten, • Unbestrahlte, 34 kGy Einzeldosis E-Beam- und Gammabestrahlungund 34 kGy EBeam- Bestrahlung fraktioniert (10 x 3,4 kGy) an je 10 Präparaten. Die in vitro Untersuchungen an humanen BPTB–Transplantate zeigten in Übereinstimmung mit der Literatur signifikant schlechtere biomechanische Parameter bei einer Standard EBeam-Bestrahlung mit 34 kGy sowie einer Gammabestrahlung mit 25 und 34 kGy im Vergleich zu nicht bestrahlten Sehnenpräparaten. Im Gegensatz dazu war die Biomechanik der fraktioniert mit 34 kGy E-Beam bestrahlten BPTB–Transplantate weitestgehend identisch mit den unbestrahlten Vergleichskontrollen. Eine mögliche Erklärung kann die im fraktionierten Prozess erzeugte geringere Radikaldichte sein. Die Ergebnisse der in vitro Untersuchungen an mit 34 kGy Einzeldosis E-Beam bestrahlten BPTB–Transplantate konnten durch in vivo Untersuchungen an implantierten Sehnen des M. flexor digitorum superficialis in 24 Merinomix – Schafen bestätigt werden. 6 Wochen und 3 Monate postoperativ wiesen die bestrahlten Ersatzplastiken des VKB signifikant schlechtere biomechanische Eigenschaften gegenüber nicht bestrahlten Sehnen auf. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Standard E-Beam Bestrahlung von BPTB–Transplantate mit 15 bzw. 25 kGy zu geringeren Beeinträchtigungen des Sehnengewebes als die herkömmliche Gammabestrahlung führt. Für die in Deutschland empfohlene Bestrahlungsdosis von ≥ 30 kGy sind nach den Ergebnissen der Literatur und der hier vorgelegten Untersuchungsergebnisse weder die Standard E-Beam- noch die Gammabestrahlung einsetzbar. Dahingegen zeigten die fraktioniert mit 10 x 3,4 kGy bestrahlten Transplantate keine signifikante Beeinträchtigung der biomechanischen Parameter in vitro. In vivo Untersuchungen müssen zeigen, wie sich das Remodeling und die biomechanischen Eigenschaften fraktioniert bestrahlter Sehnen darstellt und ob sich die positiven in vitro Ergebnisse bestätigen lassen. Daraus könnte sich ein Anstieg in der Bereitstellung mikrobiologisch sicherer und klinisch akzeptabler allogener BPTBTransplantate ergeben und die klinische Versorgung von Patienten mit multiplen Bandverletzungen und Revisionseingriffen verbessert werden.

Author dc:creator

• Keshlaf, Salahedeen

Advisor dc:contributor.advisor

• Lauster, Roland

Licence dc:rights.uri

• http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/

Language dc:language.iso

de, German

Identifier URI

urn:nbn:de:kobv:83-opus-35451
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3217

OAI identifier oai:identifier

oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/3514