Abstract
Objective
To assess the influence of osteochondral graft preservation techniques on post-transplant biomechanics of graft and host subchondral bone in the knee joint.
Design
An experimental animal model (sheep), specifically the weight-bearing articular surface of the medial femoral condyle of the knee joints.
Intervention
Each sheep received, in the ipsilateral knee, an allograft that was (a) frozen without dimethyl sulfoxide (DMSO), (b) snap-frozen in liquid nitrogen or (c) frozen with DMSO. The contralateral knee received an autograft that was (a) snap-frozen, (b) treated with DMSO or (c) left untreated (fresh).
Main outcome measures
Mechanical and material properties of bone, including maximal compression stress, modulus of elasticity and bone mineral ash content of subchondral bone cores (from the graft centre and surrounding host bone).
Results
No significant differences were found in the mechanical properties of the subchondral bone under the graft, but there were significant changes in surrounding bone. Bone surrounding the grafts that were snap-frozen or frozen without DMSO was significantly stronger than the normal control bone. However, bone surrounding fresh autografts and cryoprotected allografts was not significantly different from normal control bone.
Conclusions
The changes in the mechanical behaviour of the host bone may be associated with graft cell viability. The greater stiffness of the subchondral host bone may have consequences for long-term graft integrity and for the development of degenerative osteoarthritis.
Abstract
Objectif
Évaluer l’influence des techniques de préservation des greffes ostéo-cartilagineuses sur la biomécanique post-transplantation d’un os sous-chondral greffé et receveur dans l’articulation du genou.
Conception
Un modèle animal expérimental (mouton), plus précisément la surface articulaire de mise en charge du condyle fémoral interne de l’articulation du genou.
Intervention
Chaque mouton a reçu, dans le genou ipsilatéral, une allogreffe qui a été a) congelée sans diméthylsulfure (DMS), b) congelée instantanément à l’azote liquide ou c) congelée au DMS. Le genou contralatéral a reçu une allogreffe qui a été a) congelée intantanément, b) traitée au DMS ou c) laissée sans traitement (état frais).
Principales mesures des résultats
Propriétés mécaniques et matérielles de l’os, y compris la contrainte de compression maximale, le module d’élasticité et la teneur en cendre minérale du cylindre osseux sous-chondral (à partir du centre de la greffe et de l’os receveur environnant).
Résultats
On n’a trouvé aucune différence importante dans les propriétés mécaniques de l’os sous-chondral sous la greffe, mais on a relevé des modifications importantes dans l’os environnant. En effet, l’os entourant les greffes qui ont été congelées instantanément ou congelées sans DMS était beaucoup plus résistant que l’os témoin normal. Cependant, l’os entourant une autogreffe fraîche ou une autogreffe cryoprotégée n’a pas été tellement différent de l’os normal témoin.
Conclusions
Les modifications du comportement mécanique de l’os receveur pourraient être associées à la viabilité des cellules greffées. La plus grande rigidité de l’os receveur sous-chondral pourrait avoir des conséquences sur l’intégrité à long terme des greffes et sur l’apparition d’une arthrose.
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