-
Natural sciences
- Animal biology
-
Agricultural and food sciences
- Veterinary medicine
- Other veterinary sciences
- Other agricultural and food sciences
Osteochondrose (OC) is een multifactoriele aandoening en een belangrijke oorzaak
van manken bij de hond. De exacte pathofysiologie is nog onduidelijk, maar
verschillende factoren wijzen erop dat de biomechanische belasting van het gewricht
een belangrijke rol speelt.
In Hoofdstuk 1 wordt een kort overzicht gegeven van bot en de aanpassingen die op
weefselniveau kunnen plaatsvinden. Daarnaast wordt besproken waarom de
densiteitsdistributie van het subchondrale bot een interessante parameter is om te
bestuderen en hoe we dit door middel van CTOAM kunnen evalueren.
In Hoofdstuk 2 wordt een literatuur overzicht gegeven van osteochondrose bij de
hond in het algemeen, en meer specifiek ter hoogte van het tarsocrurale gewricht.
Naast een algemene achtergrond van tarsocrurale OC, komen verschillende
diagnostische technieken, zoals klinisch onderzoek, radiografie, CT en arthroscopie
aan bod. De diagnose van tarsocrurale OC is moeilijk door de superpositie van de
verschillende botten op radiografie,en CT is een veel gevallen noodzakelijk voor een
definitieve diagnose. Er zijn verschillende behandelingen, maar arthroscopische
verwijdering van het fragment is in de meeste gevallen de beste keus. De prognose
varieert naargelang verschillende bronnen, maar met minimaal invasieve
technieken, zoals arthroscopie, wordt er verbetering of volledig herstel bekomen in
de meerderheid van de gevallen.
Tarsocrurale osteochondrose kan voorkomen op de mediale en laterale taluskam. In
Hoofdstuk 3 worden klinische en morfologische parameters vergeleken tussen
mediale en laterale OC letsels.De klinische parameters zijn ras, leeftijd, geslacht,
gewicht en duur van de symptomen, en de morfologische parameters zijn grootte,
locatie en aantal fragmenten, op basis van de CT beelden.De laterale letsels zijn
groter en vertonen een grotere variatie in grootte in vergelijking met de mediale
letsels. Daarnaast zijn honden met laterale letsels jonger en hebben ze in veel
gevallen minder lang symptomen vooraleer ze worden aangeboden bij de dierenarts.
Deze bevindingen zijn in lijn met bestaande hypotheses dat mediale en laterale
letsels mogelijk een andere etiologie hebben, waarbij de mediale letsels echte
osteochondrose letsels zijn, waarbij micro-schade een belangrijke rol speelt, en de
laterale letsels eerder traumatische, transchondrale fracturen, zoals bij de mens.
Om de rol van biomechanische belasting in het ontstaan van OC letsels te
onderzoeken, is er gebruik gemaakt van een combinatie van niet-invasief, in vivo
onderzoek van de subchondrale bot densiteit in combinatie met geavanceerde
biomechanische modelleringstechnieken, meer specifiek muskuloskeletale
modellering, dynamische bewegingsanalyse en eindige elementen modellering. De
wetenschappelijke doelstellingen (Hoofdstuk 4) werden geformuleerd rond de
centrale hypothese dat er een duidelijke correlatie bestaat tussen een hoge,
experimenteel bepaalde densiteit van het subchondrale bot, hoge modelgebaseerde
spanningen, en de locatie van OC letsels in het tarsocrurale gewricht.
Er is een hoge correlatie van de densiteit van het subchondrale bot met de
distributie van de gewrichtsbelasting en dit kan gebruikt worden om de
gewrichtsbiomechanica op een niet-invasieve manier te bestuderen. Om te beginnen
werd de densiteitsdistributie van het subchondrale bot van de talus van gezonde
Labrador Retrievers geëvalueerd (Hoofdstuk 5). Hieruit bleek dat er een heterogene
distributie is van de densiteit, waarbij er twee maxima te onderkennen zijn, een op
het proximale aspect van de mediale taluskam, en een op distale aspect van de
laterale taluskam. Er werden geen verschillen gevonden tussen linker en rechter
talus en de distributie van de densiteit van het subchondral bot was zeer gelijkaardig
tussen honden van hetzelfde ras.De laterale taluskam had een hogere densiteit in
vergelijking met de mediale taluskam, omdat de laterale taluskam hoger is, en
waarschijnlijk een hogere belasting ondergaat tijdens beweging.
De locatie van het densiteitsmaximum is dezelfde als waar de OC letsels op de
mediale taluskam worden gevonden, hetgeen eerdere suggesties dat herhaalde
micro-schade een belangrijke rol speelt in het ontstaan van OC bevestigd. Daarbij
heeft het gebruik van CTOAM in veterinair biomechanisch onderzoek belangrijke
voordelen ten opzichte van de meer traditionele en invasieve onderzoekstechnieken
om gewrichtsbelasting te evalueren.
De materiaaleigenschappen van de subchondrale beenplaat werden onderzocht
door de densiteit van het subchondrale bot te correleren met de mechanische
sterkte van het subchondrale bot, door middel van indentatie testen (Hoofdstuk 6).
Er werden hoge correlaties gevonden tussen de densiteit en de gemeten
mechanische sterkte met een gemiddelde r2 van 0.89.
Dit toont aan dat CTOAM bij honden ook gebruikt kan worden voor het evalueren van de
mechanische sterkte, en het geeft de mogelijkheid om dit te doen in longitudinale
studies vanwege het nietinvasieve karakter van CTOAM.
Tijdens de groei ontwikkelt het skelet zich voortdurend en past zich continue aan,
aan de belasting. De leeftijdsafhankelijke verandering van de densiteit van het
subchondral bot tijdens het opgroeien (Hoofdstuk 7), is voornamelijk een
toegenomen densiteit met toenemende leeftijd. Dit is hetgeen we verwachten en is
waarschijnlijk een aanpassing aan een hoger lichaamsgewicht en meer fysieke
activiteit. Interessant is dat de densiteitsdistributie van het subchondral bot vrijwel
gelijk tussen honden van 8 tot 20 maanden. Dit toont aan dat de distributie van de
gewrichtsbelasting waarschijnlijk erg gelijkaardig blijft. Dus hoewel de algemene
densiteit toeneemt, blijft de densiteitsdistributie behouden. Dit geeft belangrijke
informatie voor het evalueren van de densiteit van het subchondrale bot in het
tarsocrurale gewricht van Labrador Retrievers.
Omdat het subchondrale bot waarschijnlijk veranderingen ondergaat op vlak van
densiteit bij honden met gewrichtspathologie, werden verschillende honden met
tarsocrurale OC geëvalueerd door middel van CTOAM op het moment van diagnose,
en in enkele gevallen ook op langere termijn (Hoofdstuk 8). De letsels hebben een
lage densiteit en zijn omringd door een zone met hoge densiteit. De
densiteitsveranderingen zijn niet beperkt tot het aangetaste lidmaat, het
contralaterale gewricht toont een toename in de densiteit van het subchondrale bot.
Dit komt waarschijnlijk door een verandering in steunname op de achterpoten bij
honden met MTRT-OC.
De densiteit van het subchondrale bot van de talus verschilt tussen honden van
verschillende rassen (Canis familiaris), en andere Canidae (Canis lupus en Canis
aureus). Dit wijst op verschillen in gewrichtsbelasting van het enkelgewricht
(Hoofdstuk 9). Bij de hond kunnen de verschillen verklaard worden door verschillen
in conformatie.Deze zijn vooral uitgesproken wanneer de vergelijking wordt
gemaakt tussen Labrador Retrievers en Duitse Herders. Er waren ook duidelijke
verschillen gezien tussen de hond en andere Canidae, maar hoe deze verschillen
verklaard kunnen worden en gerelateerd kunnen worden aan gewrichtsbelasting van
de achterpoot moet nog verder onderzocht worden.
Een andere manier om de gewrichtsbelasting te evalueren is door gebruik te maken
van musculoskeletale modellering. Door middel van een ras-specifiek
muskuloskeletaal model van het bekken en de achterpoten van een Labrador
Retriever, werden de gewrichts-kinematica, -kinetica, spierkrachten en
gewrichtscontactkrachten geëvalueerd (Hoofdstuk 10).De geometrie is gebaseerd
op CT beelden en de kinematische en kinetische input voor het model kwam uit
marker-data gecombineerd met krachtenplaten, wat zorgt voor een geïntegreerde
dataset. Hoewel er voor het bestaande model een aantal beperkingen zijn, kan het
gebruikt worden in verder onderzoek naar gewrichtsbelasting bij de hond en het kan
verder worden verfijnd van zodra er meer morfologische data beschikbaar is.
De combinatie van muskuloskeletale modelering en eindige elementen modellering
(Hoofdstuk 11) zorgt ervoor dat spanningen op het niveau van het subchondrale bot
en het overliggende kraakbeen geëvalueerd kunnen worden.Het geeft de
mogelijkheid om te kijken naar weefselrespons op basis van de lokale mechanica en
daarbij de link te maken met gewrichtspathologie. Hoewel uitgebreide
sensitiviteitsanalyses en validatie nodig zijn voordat musculoskeletale modelering en
eindige elementen modelering gebruikt kan worden in een klinische setting, zijn de
resultaten veelbelovend en verdient het zeker een plek in het onderzoeksgebied van
orthopedische aandoeningen bij de hond.
In hoofdstuk 12 wordt een algemene discussie gegeven. Hierbij worden de
resultaten van de verschillende hoofdstukken besproken en gerelateerd met de
onderzoeksvraag van dit doctoraat.