gms | German Medical Science

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

24. - 27.10.2007, Berlin

Einfluss der mechanischen Stimulation auf Osteoblasten in vitro

Meeting Abstract

  • G. Schmidmaier - Charité-Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Musculoskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • A. Kadow-Romacker - Charité-Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Musculoskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • G.N. Duda - Charité-Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Musculoskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • B. Wildemann - Charité-Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Musculoskeletale Chirurgie, Berlin, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 24.-27.10.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. DocE18-1189

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2007/07dkou066.shtml

Veröffentlicht: 9. Oktober 2007

© 2007 Schmidmaier 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

Einleitung: Sowohl im gesunden als auch im frakturierten Knochen beeinflussen biologische und auch verschiedene biomechanische Einflüsse die Knochenformation und -resorption. Osteoblasten sezerniern Faktoren, die wichtig für das Knochenremodelling sind. So stimuliert RANKL die Osteoklastogenese und OPG ist ein löslicher Decoy Rezeptor gegen RANKL (Khosla 2001). Ziel dieser Studie ist die Untersuchung des mechanischen Einflusses auf die Synthese von RANKL und OPG von Osteoblasten in vitro.

Methodik: Primäre humane Osteoblasten wurden unter Standardkultivierungsbedingungen (MEM-E/ HAM´s F-12, 10% hitzeinaktiviertes FCS, 37°C, konfluent wachsend) auf Dentinchips kultiviert . Die Dreipunktbiegung des mit Zellen beladenen Chips (1100 µstrain) erfolgte in einem speziell entwickelten Testaufbau. Über fünf Tage wurden die Zellen mit folgenden Parametern täglich stimuliert:

1 min 0,1 Hz; 1 min 0,3 Hz; 3 min 0,1 Hz; 3 min 0,3 Hz; 5 min 0,1 Hz und eine unstimulierte Gruppe als Kontrolle. (3 Wiederholungen á 3 Wells/Gruppe)

Als Outcome-Parameter dienten: Zellproliferation (Alamar Blue), Alkalische Phosphataseaktivität (AP), Collagen-1 (CICP), OPG- und sRANKL-Proteinsynthese.

Stastistik: ANOVA-Dunnett Test.

Ergebnisse: Die biomechanische Stimulation (Dehnung) beeinflusste in keiner Gruppe die Zellzahl. Unter Einfluss der längsten Stimulation (5 min 0,1 Hz) war die Alkalische Phosphatase Aktivität signifikant gesteigert und die OPG Synthese gehemmt. Die RANKL-Synthese war durch die Stimulation nicht signifikant beeinflusst, zeigte aber eine leichte Steigerung bei 3 minütiger Stimulation. Das Verhältnis von OPG/RANKL war bei der 5 Minuten Stimulation signifikant zu Gunsten von RANKL erhöht. Die Kollagen-1 Produktion zeigte in allen stimulierten Bereichen eine signifikante Reduktion im Vergleich zur Kontrolle.

Diskussion: Die Studie bestätigt einen Einfluss der biomechanischen Stimulation auf osteoblastenartige Zellen. Die Zellvitaliät wurde nicht beeinflusst, jedoch kam es zur Hemmung der Kollagen-1 Synthese durch die mechanische Stimulation in allen Gruppen. Eine Beeinflussung der osteoblastären Synthese von OPG und RANKL zu Gunsten der Osteoklastogenese durch eine reduzierte OPG-Produktion deutet auf das wichtige Zusammenspiel von Osteoblasten und Osteoklasten beim Knochenerhalt hin. Der in dieser Studie verwendete neu entwickelte Stimulationsaufbau basiert auf der Kultivierung der Zellen auf einem knochenähnlichen Substrat (Dentin). Somit wird erstmalig die Analyse der Interaktion der knochenresorbierenden und –formierenden Zellen unter mechanischem Einfluss in vitro möglich.