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Einleitung: Die derzeit verwendeten Kleintiermodelle einer atrophen Pseudarthrose beruhen i.a. auf der Schaffung eines Knochendefekts kritischer Größe. Diese Modelle können die biologisch areaktive Situation, wie sie in der Klinik angetroffen wird, jedoch nicht hinreichend widerspiegeln. Bei einer Stabilisierung mittels intramedullärer Nagelung kommt die geringe und kaum definierbare biomechanische Stabilität der Osteosynthese hinzu, welche eher einen Reiz zur Kallusformation darstellt. Ziel dieser Studie ist die Etablierung eines atrophen Pseudarthrosemodels am Ratten Femur unter gut definierbaren biomechanischen Bedingungen und möglichst geringer Beeinflussung der Heilungszone des Knochens durch das Osteosynthesematerial. Hierfür wurde die Stabilisierung mittels eines Fixateur externe gewählt.

Methoden: 48 männliche Sprague Dawley Ratten wurden randomisiert in zwei Gruppen unterteilt. Alle Tiere wurden am linken Femur metaphysäre osteotomiert und mit einem speziell angefertigten Fixateur externe stabilisiert. In der Pseudarthrosegruppe wurde das Periost 2mm proximal und distal der Osteotomie zirkulär gecautert und das Knochenmark entfernt. Wöchentliche sowie post mortale Röntgenaufnahmen dienten zur Verlaufskontrolle. Nach 8 Wochen Standzeit wurden die Tiere getötet. Je 8 Tiere pro Gruppe werden biomechanisch auf Torsion bis zum Versagen getestet. Das maximale Torsionsmoment und die Torsionssteifigkeit des osteotomierten Femur werden in Relation zum jeweils intakten kontralateralen Femur gesetzt. Bei je 16 Tieren pro Gruppe wird die Kallusregion histologisch und histomorphometrisch bzw. immunhistologisch analysiert. Das Signifikanzniveau liegt bei p<0,05 (Mann-Whitney-U Test).

Ergebnisse: Die Torsionssteifigkeit und das maximale Torsionsmoment sind nach vorläufigen Ergebnissen in der Kontrollgruppe (n=6) signifikant höher (p<0,001) als in der Pseudarthrosegruppe (n=6) (161,6±30,5% vs. 1,9±0,7% und 139,6±35,9% vs. 5,1±1,4%). In den post mortalen Röntgenbildern zeigen die Tiere der Kontrollgruppe eine vollständige Überbrückung der Osteotomie, teilweise mit noch erkennbarem Osteotomiespalt, teilweise mit einem beginnenden Remodelling der Kortizes. In der Pseudarthrosegruppe sind die Kortizes zur Osteotomie hin hypodens und abgerundet. Es zeigt sich im Bereich der häufig verbreiterten Osteotomie und des gecauterten Periost kein Kallus. Lediglich proximal und distal dieses Bereichs ist Kallus vorhanden.

Die Cauterisation des Periosts in Verbindung mit der hohen Steifigkeit des Fixateur externe führen zu einer atrophen Pseudarthrose. Die gut definierten biomechanischen Verhältnisse ermöglichen besser standardisierbare Untersuchungen der Knochenheilung im Kleintiermodel. Die bisher erhobenen Daten sollen durch die noch ausstehenden Analysen verifiziert werden.