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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Alterspezifische aber geschlechtsunabhängige Angiogenesestimulation durch mechanische Belastung von humanen Frakturhämatomen

Meeting Abstract

  • A. Groothuis - Charité – Universitätsmedizin, CMSC und JWI, Berlin, Germany
  • G. Kasper - Charité – Universitätsmedizin, CMSC, JWI und BCRT, Berlin, Germany
  • U. Lehnigk - Charité – Universitätsmedizin, CMSC, JWI und BCRT, Berlin, Germany
  • H. J. Bail - Charité Universitätsmedizin Berlin, CMSC, Berlin, Germany
  • K. Van Scherpenzeel - Charité Universitätsmedizin Berlin, CMSC, Berlin, Germany
  • G. N. Duda - Charité – Universitätsmedizin, CMSC, JWI und BCRT, Berlin, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocPO20-509

DOI: 10.3205/09dkou728, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou7285

Veröffentlicht: 15. Oktober 2009

© 2009 Groothuis et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Knochenfrakturen heilen meist komplikationslos, bei einigen Patienten kommt es jedoch zu einer verzögerten Heilung oder zur Ausbildung einer Pseudoarthrose. Eine verzögerte Heilung tritt häufiger bei älteren Patienten auf und führt zu einer erhöhten Morbidität. Zusätzlich ist das Geschlecht des Patienten ein Risikofaktor für einen suboptimalen Verlauf der Frakturheilung. Ein essentieller Prozess während der Knochenheilung ist die Angiogenese, eine frühe Hemmung dieser verzögert oder inhibiert die Frakturheilung. Wie die frühe Phase der Knochenheilung, so ist auch die Blutgefäßbildung gegenüber mechanischen Stimuli sensitiv. Es konnte gezeigt werden, dass mechanische Belastung von Frakturhämatomen zu einer erhöhten parakrinen Stimulation der Angiogenese in vitro führt. Ziel dieser Arbeit war es daher zu untersuchen, ob die mechanische Stimulation der Angiogenese des frühen Frakturhämatoms geschlechts- und alterspezifisch ist.

Methodik: Humane Frakturhämatome (max. 72h nach Fraktur) wurden während der operativen Versorgung von Patienten isoliert und in Fibrinmatrices eingebettet (Tissucol-Kit, Baxter). Das Fibrinkonstrukt wurde in einem Bioreaktor platziert, der die in vivo Situation im Frakturspalt während der initialen Heilungsphase simuliert. Die zyklisch-kompressive Belastung wurde über 72h, bei einer Frequenz von 1Hz und einer Kompression von 30% durchgeführt. Konditioniertes Medium wurde entnommen und mittels eines in vitro Angiogeneseassays funktionell getestet. Der Assay wurde in Duplikat auf Matrigel-beschichteten (BD Bioscience) 24-well Platten durchgeführt. Es wurden 5,5 x 104 Endothelzellen (HMEC-1 Zelllinie) ausgesät und mit 500µl konditioniertem Medium stimuliert. Nach 17h wurde die Länge der ausgebildeten kapillarähnlichen Strukturen lichtmikroskopisch ausgewertet. Zusätzlich wurde die Viabilität der Endothelzellen durch das MTS-Test (Promega) bestimmt. Bei der Auswertung der gewonnenen Daten wurden die Patienten nach Geschlecht und Alter getrennt (jung: <45, alt: >45 Jahre alt).

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Alle Patienten zeigten eine erhöhte parakrine Stimulation der Angiogenese unter mechanischer Belastung, ohne dass die Viabilität der Endothelzellen beeinflusst wurde. Mechanisch stimulierte Frakturhämatome von jüngeren Patienten führten zu einer stärkeren Angiogenese als die von älteren Patienten. Der Anstieg der Angiogenese war nicht vom Geschlecht der Patienten abhängig.

Es konnte somit gezeigt werden, dass eine geeignete mechanische Belastung des frühen humanen Hämatoms zu einer höheren parakrine Stimulation der Angiogenese führt. Die gezeigte Altersabhängigkeit des Effekts deutet auf eine veränderte Mechanoresponse von Zellen älterer Patienten hin. Weitergehende Studien müssen zeigen, inwieweit die gezeigten Effekte auch ursächlich für die verzögerten Heilungen in einigen Patienten sind.