Bestimmung der biomechanischen Kompetenz von hyalinem Gelenkknorpel und Knorpelersatz mittels hochauflösender Ultraschallspektroskopie und akustischer Mikroskopie

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Die intraoperative Beurteilung degenerativ veränderten Gelenkknorpels erfolgt bislang auf der Basis subjektiver optischer und taktiler Eindrücke. Eine objektive Beurteilung biomechanischen Eigenschaften des Knorpelgewebes, dessen Regenerationspotentials sowie eine Klassifizierung degenerativer Veränderungen basierend auf nicht oder minimal invasiv ableitbaren Parametern ist momentan nicht möglich. In dem Projekt soll arthrotisch degenerierter Gelenkknorpel mit Hilfe von hochfrequentem diagnostischem Ultraschall, akustischer Mikroskopie, biomechanischen Tests sowie Immunhistochemie untersucht werden. Ultraschall lässt sich gewebeerhaltend in-vivo, entweder arthroskopisch oder intraoperativ einsetzen. Um aus den ableitbaren Rückstreuparametern eine spezifische Diagnose zu erhalten, sind zusätzliche Informationen über die mikrostrukturellen elastischen Eigenschaften und die in Abhängigkeit vom Arthrosegrad auftretenden Veränderungen notwendig. Diese lassen sich durch hochauflösende akustische Mikroskopie bestimmen. Durch die Kombination mit immunhistochemischen Verfahren wird ein verbessertes Arthrose- Klassifizierungsmodell auf der Basis arthroskopisch oder intraoperativ ableitbarer Ultraschallparameter mit der Zielsetzung angestrebt, eine objektive prä- oder intraoperative Therapieentscheidung zu ermöglichen. In der ersten Phase der Förderung (3 Jahre) soll die Methodik in vitro entwickelt und validiert werden. In der zweiten Phase (2 Jahre) ist die Anwendung der Methode im Tierversuch zur nichtinvasiven Beurteilung autologer Knorpelimplantate sowie zum „Monitoring“ von künstlich hergestelltem Knorpelersatz am Bioreaktor geplant.