Experimentelle Untersuchungen zur Laser- und Hochfrequenzchirurgie des Kniegelenkes

Zusammenfassung

In einer vergleichenden in-vitro-Untersuchung wurde experimentell die Wirkung des Argonlasers, des Xenonchlorid-Excimerlasers und des Nd:YAG-Lasers sowie die des bipolaren Hochfrequenz-Vaporisations- und Koagulationssystems VAPR™ an humanen Meniskus- und Gelenkknorpelpräparaten untersucht. Nach makroskopischer Beurteilung erfolgte die histologische Aufarbeitung sämtlicher gewonnener Proben. Ergänzend wurden rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen durchgeführt. Die Gewebeabtragung war mit allen verwendeten Systemen möglich, Geschwindigkeit und Schädigungstiefe waren dabei abhängig von der applizierten Energie einerseits und vom Applikationsmodus (pulsatil oder continuous wave etc.) andererseits. Dabei fanden wir nach Lasereinsatz eine teilweise weitaus tiefergehende Schädigung des verbleibenden Gewebes als nach Anwendung der Hochfrequenzelektroden. Zusammenfassend ist die Hochfrequenzchirurgie eine vergleichsweise wirtschaftliche und damit wesentliche Bereicherung des arthroskopischen Instrumentariums, deren Einsatz sowohl für die Meniskus- als auch die Gelenkknorpelbearbeitung geeignet erscheint.

Experimental investigations on laser and high frequency surgery of the knee joint

Summary

In comparing in vitro examinations the effect of Argonlaser, Xenonchlorid-excimerlaser and the Nd:YAG-laser as well as the vaporizing system VAPR™ on human menisci and cartilage were investigated. After macroscopic assessment all probes were evaluated histologically. Additionally scanning electron microscopy (SEM) was performed. It was possible to resect tissue with all systems applied, the speed and depth of damage depended on the applied energy on the one hand and on the mode of application on the other. We partially found a much more profound damage of the remaining tissue following the use of laser than when high frequency electrodes were used. In summary, the high frequency electro surgery can be seen as a comparatively economical improvement of the arthroscopic instruments, that seems to be suitable for meniscal surgery as well as for surgery of articular cartilage.

Résumé

Dans une étude comparative in vitro l'action du Laser Argon, du Laser Xenochlorid-Excimer et du Laser Nd : Yag ainsi que du système VAPR™ à haute fréquence-vaporisation et coagulation sur des préparations articulaires humaines a été étudiée. Après bilan macroscopique, toutes les pièces ont été analysées sur le plan histologique complété par un examen au microscope électronique.
L'élimination des tissus était possible avec tous les systèmes, la rapidité et la profondeur des lésions dépendaient d'une part de l'énergie appliquée, d'autre part du mode d'application (pulsatil ou continuous wave etc.) Ainsi, nous avons trouvé que les lésions des tissus restants dues à l'utilisation du laser étaient de loin plus profondes que celles obtenues après utilisation des électrodes à haute fréquence.
En résumé, la haute fréquence reprèsente un apport substantiel et économiquement comparable à l'instrumentation arthroscopique dont l'utilisation est adaptée pour la chirurgie des ménisques et des corps cartilagineux intra-articulaires.

Resumen

Comparando exámenes in vitro, se investigaron los efectos del Láser de Argón, del Láser de Cloridexcimer de Xenón y del Láser Nd : YAG, así como del sistema de vaporización VAPR, en los meniscos y el cartílago humanos.
Luego del estudio macroscópico todas las pruebas fueron evaluadas histológicamente. Además se agregó un escaneo con microscopio electrónico.
Fue posible resecar tejido con todos los sistemas aplicados y la velocidad y profundidad del daño dependieron de la energía aplicada por un lado y del modo de aplicación por otro. Parcialmente encontramos un daño mucho más importante sobre el tejido remanente luego del uso de láser que con electrodos de alta frecuencia.
En resumen, la electrocirugía de alta frecuencia puede ser considerada como una mejora económica comparativa de los instrumentos artroscópicos que parece ser útil para la cirugía meniscal así como para la cirugía del cartílago articular.

Hochfrequenzchirurgie - Laserarthroskopie - Kniegelenk - Meniskus - Gelenkknorpel

High frequency electro surgery - laser arthroscopy - knee joint - meniscus - articular cartilage

Chirurgie à haute fréquence - arthroscopie au laser - genou - ménisque - corps étranger cartilagineux

Electrocirugía de alta frecuencia - artroscopía con láser - articulación de la rodilla - meniscos - cartílago articular

Literatur

• 1 Abelow S P. Use of lasers in orthopedic surgery: current concepts.  Orthopedics. 1993;  16 551-556
• 2 Bickerstaff D R, Wyman A, Laing R W, Smith T W D. Partial meniscectomy using the neodymium:YAG laser. An in vitro study.  Arthroscopy. 1991;  7 63-67
• 3 Buchelt M, Papaioannou T, Fishbein M, Peters W, Beeder C. Excimer laser ablation of fibrocartilage: an in vitro and in vivo study.  Lasers Surg Med. 1991;  11 271-279
• 4 Collier M A, Haugland L M, Bellamy J, Johnson L L, Rohrer M D, Walls R C, Bartels K E. Effects of Holmium:YAG laser on equine articular cartilage and subchondral bone adjacent to traumatic lesions: a histopathological assessment.  Arthoscopy. 1993;  9 536-545
• 5 Dressel M, Jahn R, Langendorff H U, Neu W, Jungbluth K H. Temperatur-Zeit-Verläufe beim Bohren und Schneiden mit dem Excimerlaser (308 nm) im umgebenden Gewebe.  Hefte Unfallchirurg. 1993;  230 1240-1242
• 6 Eichhorn J, Kolditz D, Krämer J. Vorteile der Hochfrequenzchirurgie bei der Meniskotomie. In: Tilling T (Hrsg). Arthroskopische Meniscuschirurgie. Enke, Stuttgart 1986; 43-49
• 7 Fischerv R, Hibst R, Schroder D, Puhl W, Steiner R. Thermal side effects of the fibre-guided XeCl excimer laser drilling of cartilage.  Lasers Surg Med. 1994;  14 278-286
• 8 Glick J M. Use of the laser beam in arthroscopic surgery. In: Cascells SW. Arthroscopy: Diagnostic and surgical practice. Lea & Febiger, Philadelphia 1984; 181-183
• 9 Grifka J. Arthroskopische Therapie der Gonarthrose in Abhängigkeit vom Grad der Chondromalazie.  Arthroskopie. 1993;  6 201-211
• 10 Grothues-Spork M, Bernhard M, Chierpinski T, Hertel P, Noack W, Müller G. Fünf Lasersysteme zur arthroskopischen Meniskuschirurgie im Tierversuch.  Arthroskopie. 1994;  7 68-75
• 11 Guillen-Garcia P. Arthroscopic laser surgery in treating the knee injuries of leading professional athletes.  Arthroscopy. 1991;  1 15-18
• 12 Hendrich C, Siebert W E. Mutagenic effects of the excimer laser using a fibroblast transformation assay.  Arthroscopy. 1997;  13 151-155
• 13 Hohlbach G, Möller K O, Schramm U, Baretton G. Experimentelle Ergebnisse der Knorpelabrasio mit dem Excimer-Laser. Histologische und elektronenmikroskopische Untersuchungen.  Z Orthop. 1989;  127 216-221
• 14 Imhoff A, Leu H. Arthroskopische Operationen mit dem Excimer-Laser: Erste Erfahrungen. In: Siebert WE, Wirth CJ (Hrsg). Laser in der Orthopädie. Thieme, Stuttgart New York; 48-53
• 15 Jahn R, Dressel M, Fabian H, Klein K F, Langendorff H U, Neu W, Jungbluth K H. Bohrungen am Knochen mit fasergeführtem Excimerlaserstrahl.  Laser Med Surg. 1990;  6 77-80
• 16 Klanke J, Siebert W E, Scholz C, Dinkelaker F, Müller G, Wirth C J. Histologische und rasterelektronenmikroskopische Veränderungen an Knorpeloberflächen nach Bearbeitung mit verschiedenen Lasern im Vergleich zu mechanischen Instrumenten. In: Siebert WE, Wirth CJ (Hrsg). Laser in der Orthopädie. Thieme, Stuttgart, New York 1991; 129-135
• 17 Kohn D, Siebert W E. Laser in der arthroskopischen Chirurgie. In: Siebert WE, Wirth CJ (Hrsg). Laser in der Orthopädie. Thieme, Stuttgart New York 1991; 45-48
• 18 Krämer J, Rosenthal A, Moraldo M, Müller K M. Elektroresektion des Meniscus.  Arthroskopie. 1988;  1 45-49
• 19 Maiman T H. Stimulated optical radiation in ruby.  Nature. 1960;  187 493-494
• 20 Miller G K, Drennan D B, Maylahn D J. The effect of technique on histology of arthroscopic partial meniscectomy with electrosurgery.  Arthroscopy. 1997;  3 36-44
• 21 Möller K O, Lind B M, Karcher K, Hohlbach G. Holmiumlaser versus mechanische Knorpelabtragung.  Langenbecks Arch Chir. 1994;  XXX 84-94
• 22 O'Brien S J, Miller D V. The contact Neodymium_Yttrium Aluminium Garnet laser: A new approach to arthroscopic laser surgery.  Orthopedics. 1990;  252 95-100
• 23 Rand J A, Gaffey T A. Effect of electrocautery on fresh human articular cartilage.  Arthroscopy. 1985;  1 242-246
• 24 Raunest J, Derra E. Arthroseinduktion durch Lasereingriffe.  Orthopäde. 1996;  25 10-16
• 25 Raunest J, Löhnert J. Application of Nd:YAG- and Excimer-Laser in arthroscopic knee joint surgery.  Laser Med Surg. 1989;  5 196-201
• 26 Raunest J, Löhnert J. Arthroskopische Synovektomie unter Anwendung des Neodym-YAG-Lasers.  Chirurg. 1989;  60 782-787
• 27 Raunest J, Löhnert J. Arthroskopische Behandlung von Knorpelschäden mit dem Excimer-Kaltschnitt-Laser. In: Siebert WE, Wirth CJ (Hrsg). Laser in der Orthopädie. Thieme, Stuttgart, New York 1991; 57-61
• 28 Raunest J, Sager M, Derra E. Experimentelle Befunde zur Knorpelablation und Abrasionschondrolastik mit thermischen und gepulsten UV-Lasern.  Arthroskopie. 1994;  7 174-181
• 29 Shi W, Vari S G, va der Veen M J, Fishbein M C, Grundfest W S. Effect of variing parameters on pulsed Ho:YAG ablation of bovine knee joint tissues.  Arthroscopy. 1993;  9 96-102
• 30 Siebert W E, Kohn D, Klanke J, Wierth C J, Scholz C, Müller G. Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen zur Oberflächenbearbeitung von Knorpelschäden mit dem Neodym-YAG-Laser, dem CO₂-Laser, dem Excimer-Laser, dem Erbium-YAG-Laser dem Holmium-YSSG-Laser und diversen motorgetriebenen Instrumenten. In: Glinz W, Kieser C, Munzinger U (Hrsg). Arthroskopie bei Knorpelschäden und bei Arthrose. Enke, Stuttgart 1990; 82-91
• 31 Siebert W E, Saunier J, Gerber B, Lübbers C. Ho:YAG-Laser in der arthroskopischen Chirurgie des Kniegelenks.  Arthroskopie. 1994;  7 182-192
• 32 Smith C F, Johansen W E, Vangsness C T, Sutter L V, Marshall G J. The Carbon Dioxide laser: a potential tool for orthopedic surgery.  Orthopedics. 1989;  242 43-50
• 33 Stahl J-P, Moosdorf R, Buhr J, Müller U. Basic histological aspects in arthroscopic laser surgery.  Acta Orthop Traumatol Turc. 1991;  25 309-312
• 34 Stahl J-P, Moosdorf R, Müller U, Fitz H, Buhr J. Histologische Untersuchungen an humanem Gelenkknorpel und Menisci nach Argon- und Excimer-Laser-Anwendung. In: Siebert WE, Wirth CJ (Hrsg). Laser in der Orthopädie. Thieme, Stuttgart, New York 1991; 135-139
• 35 Trauner K, Nishioka N, Patel D. Pulsed holmium:yttrium-aluminium-garnet (Ho:YAG) laser ablation of fibrocartilage and articular cartilage.  Am J Sports Med. 1990;  18 316-320
• 36 Whipple T L, Caspari R B, Meyers J F. Laser energy in arthroscopic meniscectomy.  Orthopedics. 1983;  6 1165-1169
• 37 Zimmer M, Bise K, Fritsch K, Koort H J, Refior H J, Seis U, Tack C. Orthopädische Anwendungsmöglichkeiten des Excimer-Lasers. In: Siebert WE, Wirth CJ (Hrsg). Laser in der Orthopädie. Thieme, Stuttgart, New York 1991; 42-45