Application of adipose tissue-derived stem cells for restoration of Achilles tendon elasticity after injury

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	30 November 2017
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Lukas Prantl
Tag der Prüfung:	29 November 2017
Institutionen:	Medizin > Lehrstuhl für Unfallchirurgie
Stichwörter / Keywords:	Achillessehne, Sonoelastographie, adipose-derived stem cells
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	36374

Zusammenfassung (Deutsch)

Ziel: Die Sonoelastographie kann mechanische Eigenschaften von Gewebe darstellen und ist daher geeignet Defekt- und Narbenbildung von Sehnengewebe darzustellen. Ziel der Studie war es, die Elastizität von Achillessehnengewebe nach autologer mesenchymaler Stammzellapplikation unter Verwendung der Sonoelastographie zu untersuchen. Material und Methodik: Die Achillessehne beider Hinterläufe wurde in ...

Zusammenfassung (Deutsch)

Ziel: Die Sonoelastographie kann mechanische Eigenschaften von Gewebe darstellen und ist daher geeignet Defekt- und Narbenbildung von Sehnengewebe darzustellen. Ziel der Studie war es, die Elastizität von Achillessehnengewebe nach autologer mesenchymaler Stammzellapplikation unter Verwendung der Sonoelastographie zu untersuchen.
Material und Methodik: Die Achillessehne beider Hinterläufe wurde in neun Neuseeland Kaninchen vollständig durchtrennt. Anschließend wurden die Hinterläufe randomisiert drei Gruppen zugeteilt, wobei eine extrazelluläre Matrix mit Stammzellen (Gruppe 2, n=6) und ohne Stammzellen (Gruppe 3, n=6) verwendet wurde. In der Kontrollgruppe wurde eine Sham-Operation durchgeführt (Gruppe 1, n=6). Die Extraktion und Applikation der mesenchymalen Stammzellen erfolgte aus dem nuchalen Fettkörper zum gleichen Zeitpunkt wie die Achillessehnendurchtrennung, um die Untersuchung an einem autologen Sehnenregenerationsmodell zu untersuchen. Nach 8 Wochen wurden die Achillessehnen entnommen und die Elastizität mit einer hochauflösenden 6-15 MHz Matrix–Linear-Sonde untersucht. Für jede Sehne wurde eine 20 Sekunden farbkodierte Sonoelastographie-Sequenz aufgezeichnet und 10 Farbhistogramme untersucht. Definierte Regions of Interests (ROIs) wurden über den Sehnendefekt (n=3) und über angrenzendes vitales Sehnengewebe (n=3) gelegt. Für die semiquantitativen Auswertungen wurden 180 Einzelmessungen aufgezeichnet und ausgewertet.
Ergebnisse: In Gruppe 2 konnte für Achillessehnen mit beladener Matrix eine höhere Elastizität im Vergleich zu Achillessehnen mit unbeladener Matrix in Gruppe 3 gemessen werden (p<0.001; ANOVA). Hinsichtlich des Elastizitäts-Index (EI) von unbehandeltem Sehnengewebe (Gruppe 1) und Sehnengewebe mit beladener Matrix (Gruppe 2) konnte kein Unterschied gefunden werden (p>0.05). Für alle Einzelmessungen der verschiedenen Messzeitpunkte konnte kein signifikanter Unterschied festgestellt werden (p>0.05).
Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Applikation von autologen mesenchymalen Stammzellen des Fettgewebes zu einer vollständigen Wiederherstellung der Elastizität des Sehnengewebes nach Achillessehnenverletzung führt. Außerdem konnte gezeigt werden, dass die Sonoelastographie eine geeignete Methode ist, um die Regeneration der Elastizität nach Achillessehnenverletzung darzustellen und zu beurteilen.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Purpose: Sonoelastography allows assessment of tissues’ mechanical properties and has recently been used to demonstrate the effects of Achilles tendon injury. The aim of the current study was to evaluate an ultrasound approach to depict elastic recovery after stem cell application on injured Achilles tendon. Materials and Methods: A rabbit achilles tendon injury model was used and randomized ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Purpose: Sonoelastography allows assessment of tissues’ mechanical properties and has recently been used to demonstrate the effects of Achilles tendon injury. The aim of the current study was to evaluate an ultrasound approach to depict elastic recovery after stem cell application on injured Achilles tendon.
Materials and Methods: A rabbit achilles tendon injury model was used and randomized hindlimbs received either extracellular matrix with autologous adipose tissue-derived stem cells (group 2, n=6) or without (group 3, n=6). ASCs were harvested from the rabbits’ nuchal fat body at the same time as the tendon injury operation. Untreated Achilles tendon (group 1, n=6) served as controls but underwent sham-operation. Specimens were harvested after 8 weeks and were longitudinal analyzed for elasticity using a high resolution 6-15 MHz matrix linear probe. For each tendon, real-time color-coded sonoelastography sequences of 20 seconds were recorded and ten color histogram frames were obtained. Defined regions of interest (ROIs) were placed on the defect (n=3) and on adjacent uninjured tendon tissue (n=3). In total, 180 measurements were obtained for semiquantitative analysis.
Results: Repeated measures ANOVA demonstrated a higher elasticity for stem cell seeded matrix (group 2) in comparison to the unseeded matrix (group 3) (p<0.001; ANOVA). No significant difference was found between the injured tendon tissue treated with stem cell seeded matrix (group 2) and uninjured Achilles tendons (group 1) (p>0.05). Moreover, no differences were found between the measurements at different time-points (p>0.05).
Conclusion: The current study indicates that autologous mesenchymal stem cell application successfully restores mechanical properties of injured tendon tissue. Furthermore, sonoelastography enables to monitor elasticity of injured Achilles tendon after stem cell application.

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