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Zielsetzung und Fragestellung: Die Diagnose der Osteoarthrose (OA) basiert überwiegend auf radiologischen Kriterien, während der Verlust knorpelspezifischer Matrixkomponenten nur indirekt erfassbar ist. Ziel dieser prospektiven Studie war die histologische Charakterisierung des OA-assoziierten Abbaus von Kollagen II und Proteoglykanen im Hüftknorpel sowie die Analyse der Zusammenhänge mit radiologischen und klinischen Parametern. Zusätzlich wurde geprüft, ob etablierte und neue serumbasierte Biomarker der extrazellulären Matrix prä- und postoperativ Veränderungen zeigen und mit strukturellen sowie klinischen Befunden korrelieren.

Material und Methoden: Eingeschlossen wurden 16 Patienten mit fortgeschrittener Koxarthrose. Der radiologische Schweregrad wurde mittels Kellgren–Lawrence-Score (KLS) und minimaler Gelenkspaltweite bestimmt. Nach Hüftgelenkersatz wurden aus jedem entnommenen Femurkopf vier osteochondrale Zylinder aus definierten Arealen entnommen. Der Proteoglykangehalt wurde mittels Safranin-O-Färbung beurteilt, der Knorpelschaden über den OARSI-Score quantifiziert. Kollagen II wurde immunhistochemisch nachgewiesen und semiquantitativ bewertet. Präoperativ und ein Jahr postoperativ wurden Serumkonzentrationen von Coll2-1, Coll2-1NO₂, C2C, COMP und Thrombospondin-4 (TSP-4) mittels ELISA bestimmt. Schmerz und Gelenkfunktion wurden standardisiert erhoben. Die Statistik erfolgte mit Wilcoxon-Tests und Spearman-Korrelationen (p<0,05).

Ergebnisse: Der OARSI-Score korrelierte stark mit dem KLS (r=0,727; p<0,001) und invers mit der Gelenkspaltweite (r=-0,746; p<0,001). Eine besonders starke inverse Beziehung zeigte sich zwischen OARSI- und Kollagen-II-Score (r=-0,923; p<0,001). Postoperativ stiegen die Serumspiegel der Kollagen-II-Abbauprodukte und von (Coll2-1NO₂/Coll2-1) und TSP-4 signifikant an (p=0,018 und p=0,021). Ein Korrelationsansatz zwischen OARSI-Score und Kollagen-II-Score bestand nur für C2C (p<0,095). Nach Gelenkersatz verbesserten sich die Schmerzwerte hochsignifikant (p<0,001). Präoperativ korrelierte Schmerz moderat mit TSP-4 (r=0,536; p=0,048), postoperativ zeigte sich kein Zusammenhang mit serologischen Markern; jedoch korrelierte postoperativer Schmerz mit präoperativen C2C Wert (r=0.621, p = 0.027).

Diskussion und Schlussfolgerung: Der histologische Verlust knorpelspezifischer Matrixkomponenten korreliert eng mit radiologischen Befunden. Der Kollagen-II-Score bildet den strukturellen Knorpelverlust zuverlässig ab, während serum-basierte Kollagen-II-Abbauprodukte Veränderungen im Spätstadium nicht widerspiegeln. TSP-4 war präoperativ mit klinischen Parametern assoziiert, jedoch nicht mit dem histologischen Schweregrad. Serumbasierte Biomarker erscheinen daher eher als systemische Indikatoren von Umbauprozessen denn als direkte Surrogatmarker des lokalen Knorpelschadens. Klinische Schmerzparameter verbesserten sich erwartungsgemäß deutlich nach Gelenkersatz. Interessanterweise korrelierte der präoperative C2C Wert mit postoperativen Schmerzwerten, sodass dieser Wert hier eine Prädiktion des postoperativen Outcomes erlaubte.