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

Expression von angiogenetischen Faktoren und Metalloproteinasen während der Distraktionsosteogenese

Meeting Abstract (DGU 2003)

  • corresponding author Wolfgang Lehmann - Klinik für Unfall- Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum Hamburg Eppendorf, Martinistr. 52, 20253, Hamburg, Phone: 040-42803-2450, Fax: 040-42803-4569; Musculoskeletal Research Laboratory, Department of Orthopaedic Surgery, Boston University School of Medicine
  • R.S. Carvalho - Musculoskeletal Research Laboratory, Department of Orthopaedic Surgery, Boston University School of Medicine
  • D. Pacicca - Musculoskeletal Research Laboratory, Department of Orthopaedic Surgery, Boston University School of Medicine
  • J.M. Rueger - Klinik für Unfall- Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum Hamburg Eppendorf
  • L.C. Gerstenfeld - Musculoskeletal Research Laboratory, Department of Orthopaedic Surgery, Boston University School of Medicine
  • T.A. Einhorn - Musculoskeletal Research Laboratory, Department of Orthopaedic Surgery, Boston University School of Medicine

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. Doc03dguD3-7

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2003/03dgu0245.shtml

Veröffentlicht: 11. November 2003

© 2003 Lehmann et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung

Die Distraktionsosteogenese ist heutzutage eine weit verbreitetes Verfahren in der orthopädisch-unfallchirurgischen Chirurgie zur Korrektur von Beinlängendifferenzen, Wachstumsstörungen und zur Überbrückung ausgedehnter knöcherner Defekte nach Frakturen. Bisher ist nur wenig über die molekularen Mechanismen bekannt, die diese Knochenneuformation ermöglichen. Um einen genaueren Einblick in diesen regenerativen Prozeß und die damit verbundene Angiogenese zu erhalten, haben wir ein Distraktionsmodel in der Maus entwickelt. Ziel dieser Studie war es, die Expression von angiogenetischen Faktoren und Metalloproteinasen während der Distraktion zu untersuchen.

Methodik

In 50 BALBc-Mäusen wurde in Narkose nach entsprechender Vorbereitung des OP-Gebietes eine anteriore längs verlaufende Inzision unilateral an der Tibia vorgenommen. Nach Retraktion der Muskulatur konnte unter vorsichtiger Schonung des Periosts das Instrumentarium zur Distraktion (KLS Martin, Jacksonville, FL) mit einer Gesamtlänge von 6 mm angebracht werden. Das verwendete Instrumentarium, welches ursprünglich aus der Zahn- Mund- Kieferchirurgie stammt, konnte für diese Versuche entsprechend modifiziert werden. Nach Anbringen dieses Systems, welches mit 0,25 mm dicken Ligaturdrähten in der Tibia fixiert wurde, konnte die quere Osteotomie erfolgen. Die Distraktion erfolgte in 3 Phasen. Nach einer 7 tägigen Latenzzeit wurde 10 Tage lang die aktive Distraktion vorgenommen, bei der 2 mal täglich 0,15 mm distrahiert wurde. Die Konsolidierungsphase war wenigstens 14 Tage lang. Aus dem Distraktionsgewebe wurde die RNA extrahiert und mit GEArrays (NEN Life Science Products, Inc., Boston, USA) auf 96 bekannte angiogenetische Faktoren und Metalloproteinasen untersucht. Die relative Expression wurde mit einem Image Analyzer im Vergleich zum "housekeeping gene" GAPDH bestimmt.

Ergebnisse

Die histologische und radiologische Auswertung zeigt, daß es unser Modell ermöglicht eine achsengerechte sichere Knochenneuformation über einen Zeitraum der Distraktion von 10 Tagen zu ermöglichen. 2 Wochen nach der Distraktion war die Konsolidierung des Knochens abgeschlossen. Histologisch ließ sich im Bereich der Distraktion lammelärer Knochen nachweisen. Von den 96 angiogenetischen Faktoren, die wir untersucht haben, wurden insbesondere Hif1A (hypoxia induced factor 1A), Gelatinase A und B, PEDF, VEGF-A, TGF-1, Endostatin, FGF Rezeptor 3 (FGFR3), Angiopoietin 2 und Pleiotrophin induziert. Von den untersuchten Metalloproteinasen wurden MMP2, MMP8, MMP9, MMP13 und MMP14 am höchsten exprimiert.

Schlußfolgerung

Wir berichten über ein neues Modell zur Distraktionsosteogenese in der Maus. Insbesondere haben wir molekulare Mechanismen zur Knochenneuformation während der Distraktion aufgezeigt. Unsere Ergebnisse demonstrieren, daß mechanische Signale, ausgelöst durch die Distraktion, die Expression selektiver angiogenetischer Faktoren und Metalloproteinasen induzieren.