Einleitung: Beim transglutealen Zugang zur Implantation einer Hüfttotalendoprothese (HTEP) wird der Musculus gluteus medius (GM) inzidiert, um eine optimale Darstellung für den Gelenkersatz zu erreichen. Vor allem bei schwereren Muskelschädigungen kann es zu einer unvollständigen Reparatur kommen, die auf Basis des Verlustes kontraktiler Einheiten sowie deren Ersatz durch Fett- und Bindegewebe zu funktionellen Einschränkungen führt. Die Möglichkeit Regenerationsprozesse durch zellbasierte Therapieansätze zu unterstützen wird aktuell vielseitig untersucht. Ziel dieser Arbeit ist es, den Einfluss von mesenchymalen Stromazellen der Plazenta (Placental expanded stromal cell product, PLX Zellen) auf den traumatisierten GM nach einer HTEP- Implantation anhand von morphologischen Parametern zu evaluieren. Methodik: In einer monozentrischen, placebo-kontrollierten, doppelblinden, prospektiven Studie wurden 20 Patienten drei Gruppen randomisiert zugeordnet und untersucht. Nach der HTEP-Implantation wurden folgende Studieninterventionen verglichen: intramuskuläre Applikation von 1) Placebo (N=7), 2) 150 x 106 (N=7) und 3) 300 x 106 (N=6) PLX Zellen. Zur Analyse der Makromorphologie wurden Magnetresonanztomografie- (MRT) Aufnahmen präoperativ und 6, 12 sowie 26 Wochen postoperativ durchgeführt und das Muskelvolumen und die fettige Infiltration analysiert. Für die Mikrostruktur wurden intraoperativ und 12 Wochen postoperativ eine Muskelbiopsie des GM entnommen und folgende histologische Analysen durchgeführt: Muskelfaserdurchmesser, Anzahl der Regeneratfasern, Fasertypverteilung, Gefäßdichte, Infiltration mit T-Lymphozyten und Makrophagen. Ergebnisse: 26 Wochen postoperativ zeigte die MRT-Analyse einen signifikanten Unterschied der Muskelvolumenzunahme bei Patienten, welche mit 150M PLX Zellen therapiert worden waren im Vergleich zur Placebogruppe (p=0.004). Patienten der 300M Gruppe erwiesen sich als inferior zur 150M Gruppe mit einem GM Volumen, das zwischen Placebo und 150M lag. Die Veränderung des intramuskulären Fettanteils war in allen Gruppen gleich. In der mikromorphologischen Analyse zeigte sich ein Muster, welches schneller ablaufende Regenerationsvorgänge nach Zelltherapie beschrieb. Gekennzeichnet war dies durch noch bestehende Anzeichen für Regeneration in der Placebogruppe, wie Myoblasten und kleinere Faserdurchmesser, 12 Wochen postoperativ. Angiogene Effekte sowie Veränderungen der Fasertypverteilung konnten in der Biopsie nicht beobachtet werden. Ein Einfluss der Zelltherapie auf lokale immunologische Parameter, wie Lymphozyten- und Makrophageninfiltration, konnte ebenfalls nicht nachgewiesen werden. Schlussfolgerung: Die mikro- und makromorphologische Untersuchung des traumatisierten GM nach klinischer Anwendung von PLX Zellen weist auf einen möglichen Wirkmechanismus über die Zunahme kontraktilen Muskelgewebes hin. Eine schnellere Regeneration könnte ebenfalls eine Rolle spielen. Für definitive Aussagen sind weitere Studien mit größeren Patientenzahlen notwendig.
Introduction: During transgluteal total hip arthroplasty (THA) the gluteus medius muscle (GM) is incised to achieve an ideal exposure for the hip replacement. Particularly severe muscle traumas can induce an insufficient repair which can lead to functional limitations based on a lack of contractile units and a replacement by fatty and fibrotic tissue. Currently the potential to support the regeneration process by cell-based therapies is investigated widely. The aim of this thesis is to evaluate the influence of mesenchymal stromal cells of the placenta (placental expanded stromal cell product, PLX cells) on the traumatized GM after THA with the focus on morphological parameters. Method: In a monocentric, placebo-controlled, double blind, prospective study 20 patients were randomized in three groups and examined. After the THA the following study interventions were compared: intramuscular application of 1) placebo (N=7), 2) 150 x 106 (N=7) and 3) 300 x 106 (N=6) PLX cells. For the macromorphological analysis magnet resonance imaging (MRI) images were investigated for muscle volume and fatty infiltrations preoperatively and 6, 12, as well as 26 weeks postoperatively. For the analysis of the microstructure muscle biopsies of the GM were removed intraoperatively and 12 weeks postoperatively for the following measurements: muscle fibre diameter, amount of regenerated fibres, fibre type distribution, vessel density, infiltration of t- lymphocytes and macrophages. Results: 26 weeks postoperatively the MRI analysis demonstrated a significant difference in the increase of muscle volume in patients treated with 150M PLX cells in comparison to the placebo group (p=0.004). Patients of the 300M group represented inferior to the 150M group with a GM volume which was between the placebo and 150M. The change of intramuscular fat was equal in all groups. The micromorphological analysis presented a pattern describing faster regeneration processes after cell therapy. This was marked by ongoing regeneration in the placebo group 12 weeks postoperatively, as represented by myoblasts and minor fibre size diameter. Angiogenic effects and changes in fibre type distribution were not detected in the biopsy. An influence of the cell therapy on local immunological parameters, like the infiltration of the lymphocytes and the macrophages, was equally not established. Conclusion: The micro- and macromorphological analysis of the traumatised GM after clinical application of PLX cells indicate an increase of contractile muscle tissue as a potential mode of action. A faster regeneration could also be relevant. For definitive statements further studies with higher number of patients are necessary.
