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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

Die Wirkung von VEGF und BMSC auf Gefäßneubildung und Kochenheilung variiert in Abhängigkeit von verschiedenen Trägersubstanzen (Biocoral, TCP, CDAH)

Meeting Abstract

  • F. Geiger - Orthopädische Universitätsklinik Frankfurt, Wirbelsäulenchirurgie, Frankfurt, Germany
  • M. Beverungen - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik, Forschung, Heidelberg, Germany
  • K. Szalay - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik, Forschung, Heidelberg, Germany
  • W. Xu - Tongji Medical College Heidelberg, Orthopaedic Department, Wuhan, China
  • W. Richter - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik, Forschung, Heidelberg, Germany
  • P. Kasten - Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Orthopädie, Heidelberg, 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. DocE28-104

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2007/07dkou134.shtml

Veröffentlicht: 9. Oktober 2007

© 2007 Geiger et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Ein wesentlicher Grund für das schlechte Einwachsverhalten von Knochenersatzstoffen und die Ausbildung von atrophen Pseudarthrosen ist deren schlechte Vaskularisierung. In früheren Studien konnte ein positiver Effekt des endothelialien Wachstumsfaktors VEGF (als Plasmid auf einer genaktivierten Kollagenmatrix) auf die Gefäßneubildung und auch Knochenheilungsrate im Pseudarthrosenmodell des Kaninchens festgestellt werden. Nun soll dargestellt werden ob sich dies auch auf solide Trägermaterialien übertragen läßt und in wieweit der Erfolg von den verwendeten Materialien und der Applikationsform (in-vivo/ex vivo) abhängt.

Material: Als Trägermaterialien wurden ein Calciumcarbonat (Biocoral, Inoteb), ungesintertes calcium-defizientes Hydroxylapatit (CDAH) und ein Tricalciumphosphat (beide von der Robert-Mathys-Foundation) gewählt. Ein 1,5 +0,5 cm großer Zylinder wurde in einem ebensogroßen Defekt am Radius von insgesamt 72 New Zealand White Rabbits (6 pro Gruppe) eingesetzt. Dieser Defekt führt unbehandelt regelmäßig zur Ausbildung einer Pseudarthrose.

Das Trägermaterial wurde entweder mit einem Leerplasmid (Negativkontrolle) beladen, mit einem VEGF-Plasmid im Sinne einer genaktivierten Matrix (GAM), mit autologen BMSC (Positivkontrolle) oder mit ex-vivo mit VEGF transfizierten BMSC besiedelt.

Im Abstand von 4 Wochen wurden Röntgenaufnahmen angefertigt, um das Ausmaß der Knochenneubildung und des Implantatumbaues zu bestimmen und die Proben nach 16 Wochen wieder entnommen. Die Knochenneubildung wurde im µ-CT bestimmt und die Anzahl neu gebildeter Gefäße nach immunhistologischer Anfärbung von CD-31 ausgezählt.

Ergebnisse: VEGF führte jeweils zu einer Steigerung der Vaskularisierung und erhöhtem Umbau des Trägermateriales. Nach Implantation von Biocoral konnten am meisten und nach Implantation von CDAH am wenigsten neue Gefäße gefunden werden. Auch der Effekt auf die Knochenneubildung fiel in Abhängigkeit vom Trägematerial sehr Unterschiedlich aus. Biocoral wurde nach Zusatz von VEGF-transfizierten BMSC so schnell resorbiert, daß die Knochenneubildung im Vergleich zur Besiedelung mit BMSC gehemmt wurde. CDAH und TCP wurden sehr viel langsamer resorbiert, so daß sich hier der positive Effekt des VEGF eher bemerkbar machte. Die Besiedelung mit BMSC steigerte jeweils die Osteogenese, war für die komplette Heilung jedoch nicht ausreichend.

Diskussion: Der Zusatz von VEGF zu langsam resorbierbaren Knochenersatzstoffen ist sinnvoll, da sich jeweils die Vaskularisierung und der Umbau in neuen Knochen steigern ließ. Dies auch im Vergleich zur Applikation von BMSC. Der Erfolg hängt aber auch ganz wesentlich von den Trägermaterialien, dessen Porengröße, Interkonnektivität und der Applikationsform ab. Dies sollte in zukünftigen Studien berücksichtigt werden, da bisher meist nur ein Trägermaterial verwendet und das Ergebnis nur in Bezug auf die Behandlung mit Zellen oder Wachtumsfaktoren interpretiert wurde.