Oberflächenbetrachtungen des Gelenkknorpels

Summary

A report is given upon surface structures of the human joint cartilage as seen with the scanning electron microscope. Part of material was recovered during orthopedic — surgical operations, part during obductions.

The age distribution was between 4 days and 71 years. The intention of the study was to find out the characteristics of the surface structure of human joint cartilage in their relation to different age groups.

The results should serve as a basis for future studies on pathologically altered structures. Characteristic changes of fine surface structure of human joint cartilage could be shown according to age and mode of function.

Distinct changes can be seen with the scanning electron microscope in a cartilage surface, which macroscopically may appear normal and microscopically normal or only slightly altered. There are all possible states of transition between these slight and severe arthrotic changes.

The described method of surface scanning allows for the first time to gain a three dimensional picture of the joint surface representing the actual conditiones. This has not been possible with technics hitherto in use.

Résumé

Nous avons axaminé la surface du cartilage humain à l'aide du microscope électronique Raster. Le matérial étudié provenait tantôt d'interventions chirurgicales, tantôt de pièces nécropsiques et a permis l'étude de cartilage d'individus agés de 4 jours à 71 ans. Nous avions comme but de décrire la structure superficielle du cartilage en fonction de l'âge, de façon à pouvoir mener des études ultérieures sur des cartilages pathologiques.

Les résultats montrent que le cartilage subit des modifications en fonctions de l'âge et de la charge qu'il subit, et ce, dans les couches les plus superficielles. Des surfaces cartilagineuses qui macroscopiquement et même en coupes ordinaires apparaissent normales ou peu altérées montrent avec le microscope électronique Raster des altérations importantes. On reconnait tous les stades progressifs jusqu'à l'arthrose terminale.

La technique décrite permet pour la première fois d'obtenir des images en relief de la surface du cartilage, ce qui n'était pas permis avec les autres méthodes d'examen.

Zusammenfassung

Es wurden Oberflächenbetrachtungen am menschlichen Gelenkknorpel mit dem Rasterelektronenmikroskop durchgeführt. Das Untersuchungsmaterial wurde einerseits bei orthopädisch-chirurgischen Eingriffen, andererseits anläßlich von Obduktionen entnommen. Es stammt von Individuen im Alter von 4 Tagen bis 71 Jahren. Ziel der Arbeit war die Erfassung der Oberflächenfeinstruktur des menschlichen Gelenkknorpels in Abhängigkeit vom Alter, um so eine Basis für weitere Untersuchungen pathologisch veränderter Oberflächenstrukturen zu schaffen.

Die Ergebnisse zeigen, daß die Feinstruktur der Oberfläche des menschlichen Gelenkknorpels charakteristischen Veränderungen in Abhängigkeit vom Alter und der funktionellen Belastung unterliegt. Die makroskopisch unauffällig erscheinende Knorpeloberfläche kann unter der Betrachtung mit dem Rasterelektronenmikroskop deutliche Veränderungen, die auf lichtmikroskopischen Schnitten nicht oder nur undeutlich nachweisbar sind, aufweisen. Es ergeben sich dabei fließend alle Übergänge bis zu schweren arthrotischen Veränderungen.

Mit der geschilderten Methode der Oberflächenbetrachtung ist es erstmalig möglich, einen den tatsächlichen Verhältnissen entsprechenden plastischen Eindruck der Gelenkoberfläche zu erhalten. Dies war mit den bisher zur Verfügung stehenden Verfahren nicht gegeben.