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Calcified Tissue Research

, Volume 9, Issue 1, pp 226–237 | Cite as

Long term observations on the articular cartilage and autologous costal cartilage transplanted to osteochondral defects on the femoral head

A histological, autoradiographic (35S-sulphate) and microchemical (glycosaminoglycan) study in adult rabbits
  • Sven-Olof Hjertquist
  • Rudolf Lemperg
Original Papers

Abstract

In 20 adult rabbits autologous costal cartilage was transplanted to an osteochondral defect on the femoral head. After 1, and 11/2 years the tissue of the transplant area and the articular cartilage from the operated and non-operated joints were studied. The histological and autoradiographic (35S-sulphate) study showed that the articular surface and the bulk of the transplant area consisted mainly of viable cartilaginous tissue showing signs of degeneration to varying degree. Also, fibrous tissue was found on the articular surface of the transplant area. The quantitative microchemical study of glycosaminoglycans, hydroxyproline and calcium was made on microdissected freeze-dried material. The total hexosamines and the keratan-sulphate and/or glycoprotein fraction were lower in the transplant than in the articular cartilage from the operated joints while the contrary was true for chondroitin sulphate. The articular cartilage from the operated joints showed a reduction of total hexosamines and of all glycosaminoglycan fractions compared to the non-operated joints. These changes were especially pronounced in samples showing signs of degeneration in Azur-Astained, freeze-dried sections. It is suggested that in early and slight superficial articular cartilage degeneration the glycoprotein and/or keratan-sulphate fraction is reduced while chondroitin-sulphate remains relatively unaltered.

Key words

Morphology Glycosaminoglycan Defect Cartilage Transplant 

Résumé

Des greffes autologues de cartilage costal ont été transplantées au niveau d'une perte de substance ostéo-cartilagineuse, réalisée au niveau de la tête fémorale chez 20 lapins adultes. Des examens histologiques et autoradiographiques (35S-sulfate) de ces régions, du cartilage articulaire et de régions témoins, 1 an et 1 an et demi après, ont montré que la surface articulaire et la région transplantée sont formées par du cartilage, présentant différents stades de dégénérescence. Du tissue fibreux est trouvé au niveau de la surface articulaire transplantée. Uni étude microchimique quantitative des glycosaminoglycanes, de l'hydroxyle-proline et du calcium est réalisée sur du matériel micro-disséqué après congélation-dissication. Les hexosamines totales et le sulfate de kératane et/ou la fraction glycoprotéique sont moins concentrés dans le transplant qu'au niveau de la surface articulaire d'articulations opérées, alors que le contraire est observé pour le sulfate de chondroitine. Le cartilage articulaire du côté opéré montre une réduction des hexosamines totales et de toutes les fractions de glycosaminoglycanes par comparaison au côté non opéré. Ces changements sont particulièrement prononcés dans les échantillons présentant des signes de dégénérescence au niveau de coupes colorées à l'Azur A, après congélation dessication. Il semble donc qu'au cours de la dégénérescence précoce du cartilage articulaire, les glycoprotéines et/ou le sulfate de kératane sont diminuées alors que le contenu en sulfate de chondroitine parait relativement inchangé.

Zusammenfassung

Bei 20 ausgewachsenen Kaninchen wurde autologer Rippenknorpel zur Deckung eines osteochondralen Defektes am Femurkopf transplantiert. Nach 1 oder 1 1/2 Jahren wurde das Gewebe aus dem transplantierten Bereich und der articuläre Knorpel von den operierten und nicht operierten Gelenken untersucht. Die histologische und autoradiographische (35S-Sulfat) Untersuchung zeigte, daß die Gelenkoberfläche und der größte Anteil des transplantierten Bereiches hauptsächlich aus lebensfähigem Knorpelgewebe bestand, welches Degenerationszeichen in verschiedenen Graden aufwies. An der Gelenkoberfläche auf der transplantierten Seite wurde ebenfalls fibröses Gewebe gefunden. Die quantitative mikrochemische Untersuchung von Glykosaminoglukanen, Hydroxyprolin und Calcium wurde an lyophilisierten Gewebeschnitten vorgenommen. Die Gesamt-Hexosamine, die Keratansulfat-und/oder Glucoproteinfraktion waren im Transplantat niedriger als im Knorpel von den operierten Gelenken; für das Chondroitinsulfat wurde das Gegenteil festgestellt. Der Knorpel von den operierten Gelenken zeigte eine Verminderung der Gesamt-Hexosamine und aller Glykosaminoglucanfraktionen im Vergleich mit den nicht-operierten Gelenken. Diese Änderungen waren besonders ausgeprägt in lyophilisierten Gewebeschnitten, welche bei der Azur-A-Färbung eine Degeneration zeigten. Es wird vermutet, daß bei einer frühauftretenden, leichten oberflächlichen Gelenkknorpeldegeneration die Glucoprotein-und/oder die Keratansulfatfraktion vermindert ist, während das Chondroitinsulfat relativ unverändert bleibt.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1972

Authors and Affiliations

  • Sven-Olof Hjertquist
    • 1
    • 2
  • Rudolf Lemperg
    • 1
    • 2
  1. 1.Department of PathologySundsvalls HospitalSundsvallSweden
  2. 2.Department of Orthopedic SurgeryUniversity of UmeåUmeåSweden

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