Stephan Reppenhagen

Stem cell- and growth factor-based regenerative therapies for avascular necrosis of the femoral head

Avascular necrosis (AVN) of the femoral head is a debilitating disease of multifactorial genesis, predominately affects young patients, and often leads to the development of secondary osteoarthritis. The evolving field of regenerative medicine offers promising treatment strategies using cells, biomaterial scaffolds, and bioactive factors, which might improve clinical outcome. Early stages of AVN with preserved structural integrity of the subchondral plate are accessible to retrograde surgical procedures, such as core decompression to reduce the intraosseous pressure and to induce bone remodeling. The additive application of concentrated bone marrow aspirates, ex vivo expanded mesenchymal stem cells, and osteogenic or angiogenic growth factors (or both) holds great potential to improve bone regeneration. In contrast, advanced stages of AVN with collapsed subchondral bone require an osteochondral reconstruction to preserve the physiological joint function. Analogously to strategies for osteochondral reconstruction in the knee, anterograde surgical techniques, such as osteochondral transplantation (mosaicplasty), matrix-based autologous chondrocyte implantation, or the use of acellular scaffolds alone, might preserve joint function and reduce the need for hip replacement. This review summarizes recent experimental accomplishments and initial clinical findings in the field of regenerative medicine which apply cells, growth factors, and matrices to address the clinical problem of AVN.

Cell based therapy for the treatment of femoral head necrosis

ZusammenfassungDas Ziel bei der Therapie der Femurkopfnekrose des Erwachsenen ist es, den Hüftkopf zu erhalten und einen künstlichen Gelenkersatz zu vermeiden. Die Core-Dekompression bietet neben der intraossären Druckentlastung zusätzlich die Möglichkeit, bioaktive Materialien, Substanzen und Zellen in den Bohrkanal einzubringen. Hierzu zählen vaskularisierte und nichtvaskularisierte Knochentransplantate, allogene und synthetische Knochenersatzmaterialien, osteogen und angiogen wirkende Wachstumsfaktoren sowie unterschiedliche Vorläuferzellen. Insbesondere der Einsatz neuer zellbasierter Verfahren hat ein großes therapeutisches Potenzial und könnte zukünftig einen entscheidenden Fortschritt bei der Behandlung der Femurkopfnekrose bedeuten. In diesem Beitrag werden die bisherigen klinischen Erfahrungen der zellbasierten Strategien zur Therapie der Femurkopfnekrose des Erwachsenen zusammenfasst und ein eigener neu entwickelter Therapieansatz unter der Verwendung von Knochenmarkstammzellen (TRCs: „tissue repair cells“) in Kombination mit einer β-TCP-Matrix vorgestellt.AbstractThe goal of the therapy for necrosis of the femoral head in adults is the preservation of the femoral head and, therefore, avoidance of total joint replacement. Core decompression is known to reduce the intraosseous pressure and additionally provides the opportunity to introduce bioactive materials, substances and cells into the core tract. These include vascularized and non-vascularized bone grafts, allogenic and synthetic bone substitutes, osteogenic and angiogenic growth factors, as well as different progenitor cells. In particular, the use of cell-based strategies has great therapeutic potential and could play an important role in the treatment of femoral head necrosis in adults in the future. In this article, we summarize the existing clinical experience of current cell-based strategies for the treatment of femoral head necrosis in adults, and present a therapeutic approach using bone marrow stem cells (TRCs: tissue repair cells). in combination with a β-TCP matrix.

Low-threshold heat response antagonized by capsazepine in chick sensory neurons, which are capsaicin-insensitive.

The heat‐transducing receptor VR1 cloned from rat sensory neurons can be activated by both noxious heat and capsaicin. As the response of sensory neurons to capsaicin is species dependent, it is conceivable that the responses to noxious heat and to capsaicin are transduced by distinct receptors across different species. Therefore, we investigated responses to noxious heat from a capsaicin‐insensitive (chick) and a capsaicin‐sensitive (rat) species. In chick, whole‐cell patch‐clamp experiments in isolated dorsal root ganglion neurons revealed two populations of neurons with different thresholds to noxious heat, activated at ≈ 43 °C and ≈ 53 °C. In cobalt uptake experiments, the proportion of neurons showing a heat‐induced response increased with increasing heat stimuli. Application of capsaicin (1–10 μm) did not result in inward currents or cobalt uptake. Rat neurons yielded comparable results in heat experiments, but were capsaicin‐sensitive. Although chick neurons are insensitive to capsaicin, the competitive capsaicin antagonist capsazepine (1–10 μm) was effective in blocking heat‐induced responses, verified by patch‐clamp and cobalt uptake methods. The noncompetitive capsaicin antagonist ruthenium red (10 μm) reduced to almost nil the proportion of heat‐responsive neurons identified with the cobalt uptake method. These findings suggest that chick DRG neurons express a low‐threshold heat‐transducing receptor with a pharmacological profile distinct from the low‐threshold heat receptor VR1 cloned from rat DRG neurons. The data support the idea that there might be heat receptor subtypes with differences in the capsaicin binding site.

Zellbasierte Therapie der Femurkopfnekrose

ZusammenfassungDas Ziel bei der Therapie der Femurkopfnekrose des Erwachsenen ist es, den Hüftkopf zu erhalten und einen künstlichen Gelenkersatz zu vermeiden. Die Core-Dekompression bietet neben der intraossären Druckentlastung zusätzlich die Möglichkeit, bioaktive Materialien, Substanzen und Zellen in den Bohrkanal einzubringen. Hierzu zählen vaskularisierte und nichtvaskularisierte Knochentransplantate, allogene und synthetische Knochenersatzmaterialien, osteogen und angiogen wirkende Wachstumsfaktoren sowie unterschiedliche Vorläuferzellen. Insbesondere der Einsatz neuer zellbasierter Verfahren hat ein großes therapeutisches Potenzial und könnte zukünftig einen entscheidenden Fortschritt bei der Behandlung der Femurkopfnekrose bedeuten. In diesem Beitrag werden die bisherigen klinischen Erfahrungen der zellbasierten Strategien zur Therapie der Femurkopfnekrose des Erwachsenen zusammenfasst und ein eigener neu entwickelter Therapieansatz unter der Verwendung von Knochenmarkstammzellen (TRCs: „tissue repair cells“) in Kombination mit einer β-TCP-Matrix vorgestellt.AbstractThe goal of the therapy for necrosis of the femoral head in adults is the preservation of the femoral head and, therefore, avoidance of total joint replacement. Core decompression is known to reduce the intraosseous pressure and additionally provides the opportunity to introduce bioactive materials, substances and cells into the core tract. These include vascularized and non-vascularized bone grafts, allogenic and synthetic bone substitutes, osteogenic and angiogenic growth factors, as well as different progenitor cells. In particular, the use of cell-based strategies has great therapeutic potential and could play an important role in the treatment of femoral head necrosis in adults in the future. In this article, we summarize the existing clinical experience of current cell-based strategies for the treatment of femoral head necrosis in adults, and present a therapeutic approach using bone marrow stem cells (TRCs: tissue repair cells). in combination with a β-TCP matrix.

Bildgebung der aseptischen Femurkopfnekrose des Erwachsenen

ZusammenfassungDie bildgebende Diagnostik der aseptischen Femurkopfnekrose hat das Ziel, den Patienten einer stadiengerechten Therapie zuzuführen. Hierfür ist eine differenzierte Diagnostik erforderlich. Das Röntgenbild des Hüftgelenks in 2 Ebenen ist nach wie vor der erste Schritt der Diagnostik. In den vergangenen Jahren hat sich die Bildgebung durch die Anwendung der Magnetresonanztomographie (MRT) und der Computertomographie (CT) enorm verbessert. Durch diese Entwicklung kann bereits frühzeitig die korrekte Stadieneinteilung vorgenommen und die adäquate Therapie eingeleitet werden. Das sensitivste bildgebende Verfahren ist heute die MRT. Die CT hat insbesondere für den Ausschluss einer subchondralen Fraktur ihre Berechtigung. Die Szintigraphie wird nur in Ausnahmefällen eingesetzt.Für die Einteilung der aseptischen Femurkopfnekrose hat sich im europäischen Raum die ARCO-Klassifikation durchgesetzt. Entscheidend ist hier die Einteilung in Subtypen nach Lokalisation und Ausmaß der Nekrose, da beides einen großen Einfluss auf die Prognose der Erkrankung und damit auf die Therapie hat. In dieser Übersicht haben wir die Merkmale der entsprechenden bildgebenden Verfahren dargestellt und mit Bildmaterial unterlegt. Am Ende des Beitrags wird ein Algorithmus zur bildgebenden Diagnostik der Femurkopfnekrose für die tägliche orthopädische Praxis vorgeschlagen.AbstractThe aim of diagnostic imaging procedures in avascular femoral head necrosis is to provide the patient with a stage-adapted therapy. Therefore, a differentiated diagnostic work-up is needed. Native radiography of the hip in two planes is still the first step. Over the past years, the diagnosis of femoral head necrosis has experienced tremendous improvement due to the use of MRI and CT scans. Because of these improvements the correct stage can be diagnosed early and the appropriate therapy can be initiated immediately. Today, MRI is the most sensitive diagnostic imaging procedure. CT scans can be particularly useful to exclude subchondral fractures.The use of bone scintigraphy is restricted to exceptional cases. In Europe, the ARCO classification of avascular femoral head necrosis has been widely accepted. It is essential here to define subtypes according to the localisation and the extent of the necrosis, because both have major influence on the prognosis of the disease and therefore also for the therapeutic strategy. In this overview, we describe the specific characteristics of the different diagnostic imaging procedures and illustrate them with appropriate imaging material. At the end of the article an algorithm for diagnostic imaging procedures in avascular femoral head necrosis for daily orthopaedic practice is proposed.

Elevated postoperative pain levels following orthopedic surgery. Depression as a strong predictor

The aim of this study was to examine whether depression is a strong predictor of elevated postoperative pain levels following orthopedic surgery and whether the implementation of standardized pain management is more beneficial for patients with depression. We performed a non-randomized, prospective study with two different groups of patients who underwent orthopedic surgery. Group 1 (n=249) received non-standardized pain therapy whereas group 2 (n = 243) was treated with a standardized pain management concept. Effects of the treatment were monitored with a VAS-based pain assessment protocol. Depression was measured preoperatively with the self-reported Patient Health Questionnaire (PHQ-9). Patients with the probable diagnosis of a current episode of major depression showed significantly higher postoperative pain than patients without a depressive episode. On the other hand, patients with depression benefited from the implementation of standardized pain management. Our data suggest a predictive value of depression for severe postoperative pain. Patients with depression benefited from standardized postoperative pain therapy, but were still suffering from significantly higher postoperative pain.

Imaging of avascular necrosis of the femoral head in adults

ZusammenfassungDie bildgebende Diagnostik der aseptischen Femurkopfnekrose hat das Ziel, den Patienten einer stadiengerechten Therapie zuzuführen. Hierfür ist eine differenzierte Diagnostik erforderlich. Das Röntgenbild des Hüftgelenks in 2 Ebenen ist nach wie vor der erste Schritt der Diagnostik. In den vergangenen Jahren hat sich die Bildgebung durch die Anwendung der Magnetresonanztomographie (MRT) und der Computertomographie (CT) enorm verbessert. Durch diese Entwicklung kann bereits frühzeitig die korrekte Stadieneinteilung vorgenommen und die adäquate Therapie eingeleitet werden. Das sensitivste bildgebende Verfahren ist heute die MRT. Die CT hat insbesondere für den Ausschluss einer subchondralen Fraktur ihre Berechtigung. Die Szintigraphie wird nur in Ausnahmefällen eingesetzt.Für die Einteilung der aseptischen Femurkopfnekrose hat sich im europäischen Raum die ARCO-Klassifikation durchgesetzt. Entscheidend ist hier die Einteilung in Subtypen nach Lokalisation und Ausmaß der Nekrose, da beides einen großen Einfluss auf die Prognose der Erkrankung und damit auf die Therapie hat. In dieser Übersicht haben wir die Merkmale der entsprechenden bildgebenden Verfahren dargestellt und mit Bildmaterial unterlegt. Am Ende des Beitrags wird ein Algorithmus zur bildgebenden Diagnostik der Femurkopfnekrose für die tägliche orthopädische Praxis vorgeschlagen.AbstractThe aim of diagnostic imaging procedures in avascular femoral head necrosis is to provide the patient with a stage-adapted therapy. Therefore, a differentiated diagnostic work-up is needed. Native radiography of the hip in two planes is still the first step. Over the past years, the diagnosis of femoral head necrosis has experienced tremendous improvement due to the use of MRI and CT scans. Because of these improvements the correct stage can be diagnosed early and the appropriate therapy can be initiated immediately. Today, MRI is the most sensitive diagnostic imaging procedure. CT scans can be particularly useful to exclude subchondral fractures.The use of bone scintigraphy is restricted to exceptional cases. In Europe, the ARCO classification of avascular femoral head necrosis has been widely accepted. It is essential here to define subtypes according to the localisation and the extent of the necrosis, because both have major influence on the prognosis of the disease and therefore also for the therapeutic strategy. In this overview, we describe the specific characteristics of the different diagnostic imaging procedures and illustrate them with appropriate imaging material. At the end of the article an algorithm for diagnostic imaging procedures in avascular femoral head necrosis for daily orthopaedic practice is proposed.

Bildgebung der aseptischen Femurkopfnekrose des Erwachsenen@@@Imaging of avascular necrosis of the femoral head in adults

ZusammenfassungDie bildgebende Diagnostik der aseptischen Femurkopfnekrose hat das Ziel, den Patienten einer stadiengerechten Therapie zuzuführen. Hierfür ist eine differenzierte Diagnostik erforderlich. Das Röntgenbild des Hüftgelenks in 2 Ebenen ist nach wie vor der erste Schritt der Diagnostik. In den vergangenen Jahren hat sich die Bildgebung durch die Anwendung der Magnetresonanztomographie (MRT) und der Computertomographie (CT) enorm verbessert. Durch diese Entwicklung kann bereits frühzeitig die korrekte Stadieneinteilung vorgenommen und die adäquate Therapie eingeleitet werden. Das sensitivste bildgebende Verfahren ist heute die MRT. Die CT hat insbesondere für den Ausschluss einer subchondralen Fraktur ihre Berechtigung. Die Szintigraphie wird nur in Ausnahmefällen eingesetzt.Für die Einteilung der aseptischen Femurkopfnekrose hat sich im europäischen Raum die ARCO-Klassifikation durchgesetzt. Entscheidend ist hier die Einteilung in Subtypen nach Lokalisation und Ausmaß der Nekrose, da beides einen großen Einfluss auf die Prognose der Erkrankung und damit auf die Therapie hat. In dieser Übersicht haben wir die Merkmale der entsprechenden bildgebenden Verfahren dargestellt und mit Bildmaterial unterlegt. Am Ende des Beitrags wird ein Algorithmus zur bildgebenden Diagnostik der Femurkopfnekrose für die tägliche orthopädische Praxis vorgeschlagen.AbstractThe aim of diagnostic imaging procedures in avascular femoral head necrosis is to provide the patient with a stage-adapted therapy. Therefore, a differentiated diagnostic work-up is needed. Native radiography of the hip in two planes is still the first step. Over the past years, the diagnosis of femoral head necrosis has experienced tremendous improvement due to the use of MRI and CT scans. Because of these improvements the correct stage can be diagnosed early and the appropriate therapy can be initiated immediately. Today, MRI is the most sensitive diagnostic imaging procedure. CT scans can be particularly useful to exclude subchondral fractures.The use of bone scintigraphy is restricted to exceptional cases. In Europe, the ARCO classification of avascular femoral head necrosis has been widely accepted. It is essential here to define subtypes according to the localisation and the extent of the necrosis, because both have major influence on the prognosis of the disease and therefore also for the therapeutic strategy. In this overview, we describe the specific characteristics of the different diagnostic imaging procedures and illustrate them with appropriate imaging material. At the end of the article an algorithm for diagnostic imaging procedures in avascular femoral head necrosis for daily orthopaedic practice is proposed.

Warum tut das Knie so weh

ZusammenfassungDie Osteochondrosis dissecans des Kniegelenkes ist die häufigste osteochondrale Läsion überhaupt. Sie betrifft eher junge Menschen. Ihre Ursachen sind letztlich nicht geklärt. Sie lässt sich jedoch — rechtzeitig erkannt — gut behandeln. Verschaffen Sie sich einen Einblick in dieses Krankheitsbild!

Erhöhter postoperativer Schmerz nach orthopädischen Operationen

The aim of this study was to examine whether depression is a strong predictor of elevated postoperative pain levels following orthopedic surgery and whether the implementation of standardized pain management is more beneficial for patients with depression. We performed a non-randomized, prospective study with two different groups of patients who underwent orthopedic surgery. Group 1 (n=249) received non-standardized pain therapy whereas group 2 (n = 243) was treated with a standardized pain management concept. Effects of the treatment were monitored with a VAS-based pain assessment protocol. Depression was measured preoperatively with the self-reported Patient Health Questionnaire (PHQ-9). Patients with the probable diagnosis of a current episode of major depression showed significantly higher postoperative pain than patients without a depressive episode. On the other hand, patients with depression benefited from the implementation of standardized pain management. Our data suggest a predictive value of depression for severe postoperative pain. Patients with depression benefited from standardized postoperative pain therapy, but were still suffering from significantly higher postoperative pain.