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Ziel der Studie ist, in einer prospektiven tierexperimentellen Untersuchung den systemischen Einfluss der Distraktionsosteogenese auf den Knochenumbau anhand der Mineralappositionsrate entfernter Knochen zu untersuchen.

Die Distraktionsosteogenese wurde an der linken Tibia von 24 geschlechtsreifen weiblichen Yucatan-Minipigs mit einem Alter von 77 (32-116) Wochen durchgeführt. Nach einer 4tägigen Latenzperiode wurde für 10 Tage 2mm pro Tag distrahiert. Nach 10 Tagen Konsolidierungsphase wurden die Tiere getötet. 3 verschiedene Fluorochrommarker wurden intravenös appliziert: Calceingrün am 2. postoperativen Tag, Tetrazyklin einen Tag nach Ende der Distraktionsphase, Xylenolorange 2 Tage vor der Tötung. Nach entsprechender Aufarbeitung wurden 80 µm Schliffpräparate von orthogonal gesägten Präparaten der entnommenen 9. rechten Rippen angefertigt. Histomorphometrisch wurden alle vollständig oder nahezu vollständig abgebildeten Osteone mit Dreifachmarkierung untersucht. Die optimale Anregung der Fluorochrome erfolgte mittels Auflichtmikroskopie und entsprechender Filterkombinationen. Die Einzelbilder wurden kontrastverstärkt und zu einem Kombinationsbild des Osteons zusammengefügt, so dass die Messung der Mineralappositionsrate (MAR) digital erfolgen konnte. Dazu wurde ein Strahlenkranz ausgehend vom Schwerpunkt des Osteons generiert. Die Strecken der Strahlen, die durch Kreuzung mit den Fluorochrombanden entstanden, wurden automatisch gemessen und gemittelt, so dass sich pro Osteon ein Wert für die Distraktionsphase und ein Wert für den Konsolidierungszeitraum ergaben. Diese wurden durch den entsprechenden Zeitraum zwischen den Markerapplikationen dividiert, was die MAR in µm/d ergab. Die statistische Analyse erfolgte mit dem Wilcoxon-Test. Das Signifikanzniveau wurde mit p<0,05 festgelegt. Gezeigt werden Mediane und 25/75 Perzentilen.

Insgesamt wurden 266 Osteone ausgewertet. Es konnten Osteone mit 3 vollständig oder fast vollständig geschlossenen fluoreszierenden Ringen in die automatische Messung eingeschlossen werden. Der Median der MAR während der Distraktionsphase betrug 2,39 (2,12-2,62) µm/d. Dies war signifikant höher als die MAR während der Konsolidierungszeit mit einem Median von 1,62 (1,54-1,84) µm/d (p<0,001). Dementsprechend war die MAR während der Distraktion 47,5% höher als während der Konsolidierung.

Zusammengefasst ist zu sagen, dass die kurze Distraktionsperiode einen deutlichen anabolen Effekt auf die MAR entfernter kortikaler Knochen hat. Es kann keine Aussage über den Einfluss verschiedener Wachstumsfaktoren und Hormone getroffen werden, sondern die Auswirkung ihrer kombinierten Effekte auf das Remodeling wird quantifiziert. Dafür ist die MAR ein geeigneter Parameter und mit der beschriebenen Methode wurde eine leicht nutzbare Anwendung für ihre Messung entwickelt. Die Dauer der verstärkten Mineralapposition ist abhängig vom biologischen und mechanischen Reiz der Distraktion, da der Effekt nach Beendigung derselben nicht andauert.