Biochemische Marker machen es möglich den Knorpelmetabolismus im Gelenk zu untersuchen. Derzeit gibt es wenige Kenntnisse über den Gelenkstoffwechsel nach operativen Knorpelbehandlungen. Diese experimentelle Studie betrachtet synoviale Veränderungen im Rahmen der Therapie fokaler osteochondraler Defekte im Grosstier, durch autologe Knorpelknochen-Zylinder und biphasische stammzellbasierte Konstrukte. Dazu wurde Synovialflüssigkeit von 11 Merinoschafen vor und bis zu 1 Jahr nach der Therapie analysiert. In dieser wurden die Zellzahl, Zelldifferenzierung, Tumornekrosefaktor-α, Interleukin-6, Glykosaminoglykane und Matrixmetalloproteinasen bestimmt. Von besonderem Interesse waren dabei der Zeitpunkt der Defektbehandlung, mögliche Unterschiede zwischen den beiden Therapiegruppen und der zeitliche Verlauf der Marker. 1. Es konnte gezeigt werden, dass zum Zeitpunkt der Defektbehandlung synoviale Normbedingungen vorherrschten. Die Zellzahl, Lymphozyten, Granulozyten, der Tumornekrosefaktor-α, als auch die Matrixmetalloproteinasen hatten zur Implantation das Ausgangsniveau wieder erreicht. Lediglich der Glykosaminoglykan-Gehalt und die Monozyten lagen unterhalb ihrer Ausgangswerte. Dies lässt jedoch auf einen verminderten Knorpelabbau oder Umbau schliessen. Es ist somit nicht davon auszugehen, dass in unserem Defektmodell in eine akute inflammatorische Situation hineinimplantiert wurde. 2. Es zeigten sich in der Zellzahl, dem Tumornekrosefaktor-α, den Matrixmetalloproteinasen und den Glykosaminoglykanen, bei beiden Therapiegruppen keine signifikanten Unterschiede der Werte zu den einzelnen Zeitpunkten untereinander. Beide Gruppen verhielten sich im zeitlichen Verlauf der Marker gleichläufig. Lediglich die Zeitpunkte der Maxima oder gelegentlich die Ausgangswerte variierten etwas voneinander. 3. Sowohl nach der Defektsetzung als auch nach der Therapie der Defekte kam es unabhängig von der Methode zu einem Anstieg der Zellzahl, Lymphozyten, Monozyten, Granulozyten, des Tumornekrosefaktor-α und der Matrixmetalloproteinasen. Dies lässt eine primäre inflammatorische Reaktion mit Umbau der Knorpelmatrix vermuten. Diese Marker erreichen ein erstes Maximum eine Woche nach Defektsetzung und ein Zweites zwei bis vier Wochen nach der Implantation. Die Matrixmetalloproteinasen zeigen einen nur geringen ersten und dann einen weitaus höheren Anstieg 24 Wochen nach der Therapie. Dies leiten wir von einer verspäteten Genexpression der Matrixmetalloproteinasen durch den Anstieg des Tumornekrosefaktor-α ab. Lediglich die Glykosaminoglykane sinken nach der Defektsetzung und der Therapie in ihrem Synovialflüssigkeitsgehalt ab. Dann nach vermehrter Matrixmetalloproteinasen-Ausschüttung steigen diese 24 Wochen nach der Therapie über den Ausgangswert an. Dies ist unabhängig von der Therapiemethode. Dies zeigt, dass der Knorpelmatrix-Umbau erst verspätet einsetzt. Ein Jahr nach der Knorpeltherapie zeigen sich anhand der letzten Messungen alleine die Lymphozyten und Monozyten der Gruppe mit biphasischen Konstrukten eine leichte Erhöhung über den Ausgangswert. Diese sind jedoch nicht signifikant. Die restlichen Knorpelmarker erreichen dann wieder Werte nahe des Ausgangsniveaus. Die Analyse von Knorpelmarkern bietet einen neuen und interessanten Ansatz zur Beurteilung operativer Knorpelbehandlungen. Jedoch gibt es derzeit noch keine spezifischen und standardisierten Marker zur Beurteilung des Gelenkknorpels. Angesichts der nur geringen Fallzahlen kann unsere Studie nur deskriptive Ergebnisse zum Gelenkstoffwechsel liefern. Zum genauen Verständnis und objektiven Einschätzen des Gelenkstoffwechsels bedarf es noch weiterer Studien.:INHALTSVERZEICHNIS I. ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 5 II. EINLEITUNG 7 1. Gelenkknorpel 7 2. Knorpeldefekte 7 3. Knorpelmarker 9 3.1. Zytokine 10 3.2. Matrixmetalloproteinasen 10 3.3. Glykosaminoglykane 11 III. AUFGABENSTELLUNG 12 IV. MATERIAL UND METHODEN 13 1. Versuchstiere 13 2. Narkose und Vorbereitung 14 3. Defektsetzung 15 4. Bipahsisches Konstrukt Implantation 16 5. Osteochondrale Autograft Transplantation (OATS) 17 6. Defektentnahme 18 7. Zwischenpunktionen 18 8. Probenuntersuchung 18 9. Bestimmung der Zellzahl mittels Neubauer-Zählkammer 19 10. Fluorescence activated cell sorting (FACS) 20 11. Oviner IL-6 ELISA 21 12. Oviner TNF alpha ELISA: 23 13. MMP Collagenase Assay Kit 24 14. Glykosaminoglykane Dot Blot: 26 15. STATISTIK 28 V. ERGEBNISSE 30 1. Zellzahlen 30 1.1. Zellzahl x104/ml für Therapie 1 30 1.2. Zellzahl x104/ml für Therapie 2 32 1.3. Vergleich Zellzahl x104/ml 34 2. Zelldifferenzierung 34 2.1. R1 Therapie 1 34 2.2. R1 Therapie 2 36 2.3. Vergleich R1 38 2.4. R2 Therapie 1 39 2.5. R2 Therapie 2 41 2.6. Vergleich R2 43 2.7. R3 Therapie 1 44 2.8. R3 Therapie 2 46 2.9. Vergleich R3 48 3. Zytokine 49 3.1. TNF α Therapie 1 49 3.2. TNF α Therapie 2 51 3.3. Vergleich TNF α 53 3.4. IL-6 Therapie 1 und Therapie 2 54 4. Matrixmetalloproteinasen 54 4.1. MMP Therapie 1 54 4.2. MMP Therapie 2 56 4.3. Vergleich MMP 58 5. Glykosaminoglykane 59 5.1. GAG Therapie 1 59 5.2. GAG Therapie 2 61 5.3. Vergleich GAG 63 6. Zusammenfassung der Ergebnisse 64 VI. DISKUSSION 66 1. Material und Methodik 68 1.1. Probenentnahme 68 2. Ergebnisse 69 2.1. Knorpelmarker 69 3. Zellzahl 69 4. Zelldifferenzierung 71 4.1. R1 71 4.2. R2 73 4.3. R3 74 5. Zytokine 74 5.1. TNF α 74 5.2. IL-6 76 6. Matrixmetalloproteinasen 76 7. Glykosaminoglykane 78 VII. ZUSAMMENFASSUNG 80 VIII. LITERATURVERZEICHNIS 83 IX. SELBSTÄNDIGKEITSERKLÄRUNG 88 1. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 88 X. LEBENSLAUF 89 XI. DANKSAGUNG 90

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