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67. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
89. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
44. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie

11. bis 16.11.2003, Messe/ICC Berlin

Lebender injizierbarer Knochenersatz: Evaluation in vitro und in vivo

Meeting Abstract (DGU 2003)

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  • corresponding author Dirk Johannes Schaefer - Abteilung Plastische und Rekonstruktive Chirurgie, Universitätsklinik für Wiederherstellende Chirurg, Spitalstrasse 21, 4031, Basel, Phone: 0041 61 265 2525, Fax: 0041 61 265 7301; Universitätsklinikum Freiburg
  • U. Kneser - Universitätsklinikum Freiburg
  • G. Pierer - Universitätsklinik für Wiederherstellende Chirurgie Basel
  • G.B. Stark - Universitätsklinikum Freiburg

Deutsche Gesellschaft für Unfallchirurgie. Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und orthopädische Chirurgie. Berufsverband der Fachärzte für Orthopädie. 67. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 89. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 44. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 11.-16.11.2003. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2003. Doc03dguA7-3

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2003/03dgu0046.shtml

Veröffentlicht: 11. November 2003

© 2003 Schaefer et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung

Die Kombination der biomechanischen Eigenschaften von Knochenzementen mit dem osteogenen Potential autologer Zellen kann ein neues vorteilhaftes Konzept zur Behandlung von Knochendefekten darstellen. Frage der in vitro Untersuchung war, ob humane Osteoblasten derart mit Calciumphosphatzementen (CP) gemischt werden können, dass nach Aushärtung eine interkonnektierende Porosität entsteht und eine ausreichende Zellvitalität erhalten bleibt. In vivo sollte die ektope Knochenbildung und verbleibende Druckstabilität evaluiert werden.

Methodik

Humane Osteoblasten (hOB) wurden in Spülkultur isoliert und vermehrt. 5x106 hOB wurden in 1 ml Fibrinogen (50mg/ml) suspendiert (FOB). In einer speziellen Mehrkanalmischungseinheit wurde diese Suspension mit Thrombin (50 E/ml) sowie mit CP vermischt. FOB wurden über 28 Tage in vitro untersucht. Das komplette Konstrukt mit CP und FOB (Gruppe C) wurde über 24 Wochen im hetereotopen Nacktmausmodell beobachtet. Als Kontrollen dienten reiner Knochenzement (Gruppe A) sowie zellfreie Konstrukte (Fibringel + CP, Gruppe B). Die Präparate wurden histologisch sowie biomechanisch untersucht.

Ergebnis

Durch die spezielle Vermischung wurde CP mit interkonnektierenden porösen Strukturen (ca. 200 - 400 µm) aus FOB durchzogen. In vitro zeigten die humanen Osteoblasten bei erhaltener Vitalität eine Zunahme des Metabolismus über die Zeit. Histologosch zeigte sich die typische Morphologie, immunhistochemisch wurden Osteocalcin und alkalische Phosphatase nachgewiesen. Die van Kossa Färbung zeigte die Synthese von mineralisierter Matrix. In vivo wiesen alle Konstukte eine gute Biokompatibilität auf. In Gruppe A zeigte sich keine Resorption des CP. In Gruppe B zeigte sich eine Revaskularisation der Konstrukte aus der Peripherie. In Gruppe C zeigte sich zudem die Bildung von extrazellulärer Kollagenmatrix, die bei positiver van Kossa Färbung mineralisiert wurde. Die biomechanische Evaluation zeigte ein gegenüber dem soliden Knochenzement (Gruppe A) vermindertes, jedoch konstantes Young`s Modul über die Zeit in den Präparaten der Gruppe C.

Diskussion

Durch die geeignete Mischung von Calciumphosphatzementen und humanen Osteoblasten in Fibrin kann ein spritzbares, formbares, minimal-applizierbares, aushärtendes Knochenersatzmaterial entwickelt werden, welches bei ausreichender biomechanischer Stabilität zusätzlich ein osteogenes Potential in den Knochendefekt bringt.