gms | German Medical Science

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

Die Knochenheilung im osteoporotischen Rattenmodell und deren gentherapeutische Behandlungsmöglichkeit mittels retro-BMP4 (Bone morphogenic Protein 4) transduzierter Zellen

Meeting Abstract (DGU 2003)

  • corresponding author Tim Rose - Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Universität Leipzig, Liebigstr. 20 a, 04103, Leipzig, Phone: 0341 9717300, Fax: 0341 9717309; Department of Orthopaedics, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA, USA; Growth and Development Laboratory, Department of Orthopaedic Surgery, Children's Hospital of Pittsburgh and University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA, USA
  • H. Peng - Growth and Development Laboratory, Department of Orthopaedic Surgery, Children's Hospital of Pittsburgh and University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA, USA
  • A. Usas - Growth and Development Laboratory, Department of Orthopaedic Surgery, Children's Hospital of Pittsburgh and University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA, USA
  • C. Josten - Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Universität Leipzig, Deutschland
  • F.H. Fu - Department of Orthopaedics, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA, USA
  • J. Huard - Growth and Development Laboratory, Department of Orthopaedic Surgery, Children's Hospital of Pittsburgh and University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA, USA

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. Doc03dguD1-5

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2003/03dgu0219.shtml

Veröffentlicht: 11. November 2003

© 2003 Rose et al.
Dieser Artikel ist ein Open Access-Artikel und steht unter den Creative Commons Lizenzbedingungen (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.de). Er darf vervielf&aauml;ltigt, verbreitet und &oauml;ffentlich zug&aauml;nglich gemacht werden, vorausgesetzt dass Autor und Quelle genannt werden.


Gliederung

Text

Fragestellung

Die Frakturheilung in osteoporotischen Knochen ist gestört und resultiert in einer verminderten biomechanischen Eigenschaft. Die Hypothese der Studie war, dass die verminderte Kallusformation in der frühen Frakturheilung im osteoporotischen Knochen durch die Applikation von Bone morphogenic Protein 4 unter Verwendung der ex-vivo Gentherapie verbessert werden kann.

Methoden

Es wurden 26 weibliche Fischer 344 Ratten (Alter: 10 Wochen) für die Studie verwandt, wobei davon 17 bilateral ovariektomiert wurden (OVX). Die verbleibenden 9 Ratten fungierten als normale Kontrollgruppe (NKG). Im Alter von 5 Monaten erfolgte bei allen Ratten eine diaphysäre Osteotomie des rechten Femurs mit folgender Stabilisierung. Im Vorfeld erfolgte die Isolation und Kultivierung von Zellen aus dem Muskel (MZ), die mittels Retrovirus gentechnisch so verändert wurden, dass diese BMP4 bzw. LacZ (Markergen) produzieren. Die OVX-Ratten wurden in zwei Gruppen eingeteilt: (1) osteoporotische Kontrollgruppe (OKG), therapiert mit LacZ exprimierenden Zellen und (2) osteoporotische Therapiegruppe (OTG), therapiert mit BMP4 exprimierenden Zellen. Keine Therapie erfolgte in der NKG. Das Follow-up war 1, 2 und 4 Wochen. Zur Evaluation wurde die Histologie und das micro-CT (nach 4 Wochen) verwandt, wobei das gemessene Knochenvolumen (KV) den neu gebildeten Knochen repräsentiert. Der ANOVA-Test und der post-hoc Test wurden zur Analyse der Werte des neu gebildeten Knochens in der Osteotomiezone zwischen den drei Gruppen verwendet. Es wurde ein Signifikanzniveau von 5% benutzt.

Ergebnisse

Das KV in der NK-Gruppe war 2,7 mm3 (sd=1,3), in der OK-Gruppe 1,1 mm3 (sd=0,5) und in der OT-Gruppe 3,0 mm3 (sd=1,0). Es ergab sich ein signifikanter Unterschied zwischen der NK- und OK-Gruppe (p=0,038) und zwischen der OT- und OK-Gruppe (p=0,012). Damit zeigte sich 4 Wochen postoperativ eine verminderte Bildung von harten Kallus bei Osteoporose, wobei die ex-vivo Gentherapie im osteoporotischen Knochen eine vergleichbare Kallusbildung wie im normalen Knochen erreichen konnte (p=0,95). Die hiostologische Untersuchung ergab eine verzögerte osteochondrale Ossifikation im osteoporotischen Knochen, wobei auch hier eine Verbesserung durch die ex-vivo Gentherapie erzielt wurde.

Schlussfolgerungen

Die Studie konnte zeigen, dass die endochondrale Ossifikation in der Osteoporose gestört ist und in einer verminderten Kallusbildung in der frühen Knochenheilung resultiert. Die ex-vivo Gentherapie war in der Lage, die Knochenneubildung nach Osteotomie im osteoporotischen Knochen sowohl qualitativ als auch quantitativ so zu verbessern, dass die Resultate mit denen im normalen Knochen vergleichbar sind. Damit könnte die ex-vvio Gentherapie eine interessante Methode bei der Therapie osteoporotisch assoziierter Frakturen darstellen. Die Verringerung der Komplikationsraten, eine verkürzte Hospitalisationszeit und eine Verbesserung der Kallusstabilität sind dabei wichtige Aspekte für die klinische Anwendung