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121. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

27. bis 30.04.2004, Berlin

Die Biegesteifigkeit des Osteosynthesematerials bestimmt die Reifung des Kallusgewebes eines Knochenbruches über die Immigration von Makrophagen und die Angiogenese

Vortrag

  • presenting/speaker Axel Probst - Hegau-Klinikum, Singen
  • T. Schneider - Abteilung Chirurgische Forschung, Klinik und Poliklinik für Allgemeine Chirurgie, Universitätsklinikum Münster
  • S. Grässel - Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie, Universitätsklinikum Münster
  • P. Bruckner - Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie, Universitätsklinikum Münster
  • M. Fiege - Institut für Arterioskleroseforschung, Universitätsklinikum Münster
  • G. Plenz - Institut für Arterioskleroseforschung, Universitätsklinikum Münster
  • H. U. Spiegel - Abteilung Chirurgische Forschung, Klinik und Poliklinik für Allgemeine Chirurgie, Universitätsklinikum Münster

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 121. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. Berlin, 27.-30.04.2004. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2004. Doc04dgch0741

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgch2004/04dgch120.shtml

Veröffentlicht: 7. Oktober 2004

© 2004 Probst et al.
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Gliederung

Text

Einleitung

Die Stabilität der Frakturosteosynthese bestimmt die Art der Heilung durch unter-schiedliche Differenzierung der mesenchymalen Gewebe (osteonale versus enchondrale Ossifikation). Die Veränderung der Expression von Kollagen IX-, Kollagen X-, Osteocalcin-, Macrosialin- und VEGF-mRNA sowie Makrophagenimmigration und die Gefäßneubildung im Frakturgewebe wurde bei unterschiedlichen Graden der Frakturstabilsierung untersucht.

Material und Methoden

Standardisierte Tibiafrakturen der Ratte wurden entweder mit Stahlnägel (Biegesteifigkeit:3,2 ± 0,43 N/mm) oder Polypropylennägeln (Biegesteifigkeit: 0,2 ± 0,04 N/mm) stabilsiert. An den Tagen 4, 8, 12, 20 und 40 nach der Operation wurde der Kallus entnommen, histologisch oder immunhistologisch aufbereitet (Azan-Färbung zur Darstellung der enchondralen Ossifikation, ED2 zur Darstellung der Makrophagenimmigration und v. Willebrand-Faktor zur Darstellung der Gefäßneubildung) oder die totale RNA isoliert. Spezifische cRNA-Sonden für Kollagen IX (Chondrozythen), Kollagen X (hypertropher Chondrozyt) Osteocalcin (Osteoblasten), Macrosialin (Makrophagen) und VEGF (Angiogenese) wurden mit Hilfe der rtPCR synthetisiert. Nach dem Northern Blotting wurden die Membranen hybridisiert mit spezifischen DNA-Sonden und die relativen Genexpression mit einem Phosphorimager quantifiziert.

Ergebnisse

Histochemisch war die Frakturreifung bei den instabileren Frakturen verzögert. Kollagen IX-, Kollagen X-, Macrosialin-, Osteocalcin- und VEGF-mRNA wurde bei den stabileren Osteosynthesen zu einem früheren Zeitpunkt als bei den instabilen Osteosynthesen exprimiert. Immunhistologisch war das makrophagenspezifischen Oberflächenantigens CD2 im Frakurkallus der stabilen Frakturen früher und in größerer Menge als bei den instabileren Frakturen nachweisbar. Mit Hilfe des v Willebrandfaktor (spezifisch für Gefäßendothel) war die frühere Blutgefäßneubildung im Frakturkallus der stabileren Frakturen sichtbar.

Schlussfolgerung

In unserem Knochenbruchmodell können wir aufzeigen, dass die Reifung des Knorpelgewebes, die Differenzierung des Knochengewebes, die Immigration von Makrophagen und die Gefäßneubildung von der Stabilität des Osteosynthesematerials abhängig sind. Weil in der Wachstumsfuge und in Cokulturen von Chondrozyten und Gefäßendothelien die Reifung der Chondrozyten und die enchondrale Ossifikation von der Präsenz von VEGF und Gefäßendothelien abhängig ist, kann vermutet werden, dass bei instabileren Osteosynthesen die Angiogenese durch das Übermaß an Mikrobewegungen behindert und die Differenzierung der mesenchymalen Gewebe verzögert wird. Stabilere Osteosynthesen dagegen fördern die Angiogenese und schaffen dadurch das geeignete Milieu zur schnelleren enchondralen Ossifikation.