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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie, 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

25. - 28.10.2011, Berlin

Verbesserte Knochenheilung durch N-Acetylcystein? Eine Studie im Kleintiermodell

Meeting Abstract

  • P. Strube - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Orthopädie, Centrum für Musculoskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • G.N. Duda - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Orthopädie, Centrum für Musculoskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • R.J. Borucki - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Orthopädie, Centrum für Musculoskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • S. Geißler - Julius Wolff Institut und BCRT, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • C. Perka - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Orthopädie, Centrum für Musculoskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • M. Mehta - Julius Wolff Institut und BCRT, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 25.-28.10.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. DocGR13-994

DOI: 10.3205/11dkou461, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou4616

Veröffentlicht: 18. Oktober 2011

© 2011 Strube et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Neben der schleimlösenden Wirkung ist N-Acetylcystein (NAC) auch in der Lage durch systemische Induktion der Glutathionsynthese die Elimination freier Sauerstoffradikale zu triggern. Radikale Sauerstoffmetabolite (ROS) wiederum spielen eine wesentliche Rolle in der inflammatorischen Phase der Frakturheilung. So konnte in in-vitro Versuchen gezeigt werden, dass ROS über eine Stimulation von NF-Kappa B und RANKL Osteoklasten aktivieren, über eine Inhibierung von VEGF die postischämische Neovaskularisation senken und über Induktion von Cox-2 einen Inflammationsstimulus darstellen. Demnach sind bei NAC-Medikation positive und negative Effekte auf die Knochenheilung denkbar, eine in-vivo Evaluation steht bisher jedoch noch aus. Ziel der Arbeit war es, den Einfluss von systemisch verabreichten NACs auf die Knochenheilung biomechanisch und radiologisch im Kleintiermodell zu evaluieren.

Methodik: 16 weibliche adulte Sprague-Dawley Ratten erhielten eine standardisierte Osteotomie des linken Femurs mit anschließender externer Fixation bei einem Osteotomiespalt von 1,5 mm. 8 der Tiere erhielten im postoperativen Verlauf kontinuierlich systemisch hochkonzentriertes NAC (1,4 g/kg KG /d) p.o. über das Trinkwasser. Alle Tiere erhielten 2-wöchentich ein Röntgen (qualitativer Röntgenscore bezüglich Kallusüberbrückung: A - komplettes, B - partielles/inkomplettes, C - ohne Bridging). Nach 6 Wochen wurden die Tiere euthanasiert, das osteotomierte und das kontralaterale Femur biomechanisch torsional bis zum Versagen belastet und torsionale Steifigkeit (TS) sowie Drehmoment bei Versagen (MTF) registriert. Die Statistische Auswertung erfolgte mittels Mann-Whitney-U-Test für die biomechanischen und mittels Chi²-Test für den Röntgenscore.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Im Ergebnis der Studie zeigte sich eine signifikant (p=0,011) höhere TS in der NAC-versorgten Gruppe (50,1% des kontralateralen Femurs) im Vergleich zur Gruppe ohne NAC (17,7%). MTF war ebenfalls in der Gruppe mit NAC höher (59,3% vs. 25,4% ohne NAC), jedoch nicht signifikant (p=0,083). Im Röntgenscore zeigte sich zu keinem der Zeitpunkte ein signifikanter Unterschied (Score A/B/C: 4 Wochen - NAC 1/6/1, ohne NAC 0/5/3 p=0,352; 6 Wochen - NAC 4/4/0; ohne NAC 2/6/0 p=0,302).

Die systemische Applikation von NAC ist in der Lage die Knochendefektheilung zu stimulieren. Die Hemmung der Osteoklastenaktivität und eine verbesserte Neovaskularisation durch ROS-Inaktivierung sind potentiell zugrundeliegende Mechanismen. Auch wenn der genaue Pathomechanismus der positiven Effekte anhand der Arbeit offen bleibt, steht mit der systemischen NAC-Gabe ein relativ nebenwirkungsarmes Stimulanz der Knochenheilung zur Verfügung.