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Fragestellung: Die autologe Spongiosaplastik stellt weiterhin den Goldstandard der Behandlung von Knochendefekten dar. Das regenerative Potential kann jedoch durch additive Verfahren verbessert werden. Hier wurden positive Effekte nach Anwendung von plättchenreichem Plasma (PRP) und hyperbarer Sauerstofftherapie (HBO) nachgewiesen. Die durch PRP vermittelte osteoinduktive Wirkung und die positive Beeinflussung der Angioneogenese durch HBO scheinen diese positiven Effekte zu bedingen. Ziel dieser Studie war es, die Effekte einer kombinierten Anwendung auf Knochenregeneration und mikrovaskuläre intraossäre Gefäßneubildung bei Behandlung diaphysärer Critical-Size Defekte an belasteten Knochenabschnitten von Kaninchen zu erfassen.

Methodik: Bei 24 New-Zealand white rabbits wurden Critical-Size Defekte an der Radiusdiaphyse erzeugt und mittels autologer Spongiosatransplantation mit additiver Anwendung autologen PRPs behandelt. Es wurden 4 Gruppen mit jeweils 6 Tieren gebildet, wobei in 2 dieser Gruppen die Euthanasie nach 3 und in den beiden anderen Gruppen nach 6 Wochen erfolgte. Jeweils eine 3- und 6-Wochen-Gruppe wurde mittels HBO an 5 Tagen pro Woche mit 2,4 bar über jeweils 90 min behandelt. Der Anreicherungsfaktor der Thrombozyten im PRP im Vergleich zum Vollblut wurde ermittelt. Mittels quantitativer ELISA wurden die Konzentrationen vom PDGF und TGF-β1 im Serum bzw. Plasma und im PRP erfasst. Durch digitale-Volumentomographie (DVT), Histomorphometrie und Immunhistochemie erfolgte die Evaluation der Knochenneubildung und Angioneogenese. Als Marker der Neovaskularisation wurde die intraossäre kapilläre Angioneogenese im Defektbereich immunhistologisch mittels Hot-Spot-Methode erfasst. Zum Vergleich der Gruppen wurde ein T-Test für unverbundene Stichproben durchgeführt.

Ergebnisse: Im PRP wurde ein Anreicherungsfaktor der Thrombozyten von 4,3 im Vergleich zum Vollblut und signifikant erhöhte Konzentrationen von PDGF und TGF-β1 im Vergleich zum Serum bzw. Plasma erreicht werden. Im Vergleich zu 3 Wochen wurde nach 6 Wochen in allen Gruppen eine signifikant höhere Knochenneubildung nachgewiesen (p<0,05). Zu beiden Zeitpunkten zeigten sich in den HBO-Gruppen signifikant vermehrte knöcherne Regeneration (p<0,05), sowie eine signifikant vermehrte kapilläre Neovaskularisation im Vergleich zur Kontrollgruppe (p<0,05).

Schlussfolgerungen: Diese Studie konnte im Tiermodell am Kaninchen nachweisen, dass die Knochenbildung bei kombinierter Anwendung von Spongiosa und PRP durch eine additive HBO Therapie signifikant verbessert werden kann. Diese Effekte lassen sich unter anderem durch die beobachtete vermehrte kapilläre Neovaskularisation erklären. Durch diese positiven Effekte der kombinierten Anwendung von HBO, autologer Spongiosaplastik und PRP auf die Knochenregeneration könnte eine weitere Verbesserung des derzeitigen Goldstandards erreicht werden. Hierdurch könnten die Anwendung von PRP und HBO jeweils alleine oder in Kombination einen attraktiven Baustein in der Therapie ausgedehnter Knochendefekte darstellen.