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Fragestellung: Die Knochenbruchheilung verläuft in Abhängigkeit der Frakturstabilität über zwei verschiedene Mechanismen. Bei ausreichender Stabilität der Frakturenden wird die intramembranöse Ossikifation induziert. Die bisher beschriebenen Frakturmodelle der Maus heilen, bedingt durch eine vermehrte Bewegung im Frakturspalt hauptsächlich enchondral. Ziel der Studie war es, ein standardisiertes Femurfrakturmodell der Maus zur Untersuchung der molekularen Mechanismen der intramembranösen Frakturheilung zu etablieren und die Unterschiede des Heilungsprozesses im Vergleich zur enchondralen Frakturheilung zu untersuchen.

Methodik: Insgesamt wurden 32 SKH-Mäuse offen nach middiaphysärer Osteotomie ostesynthetisch versorgt. In der ersten Gruppe (n=16) wurde die Fraktur mit einer neuartigen, winkelstabilen Platte (MouseFix^®) versorgt. In der zweiten Gruppe (n=16) erfolgte die Frakturstabilisierung mittels intramedullärer Schraubenosteosynthese (MouseScrew^®). Nach 2 und 5 Wochen wurden die Knochen radiologisch, biomechanisch und histologisch untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Histologisch zeigten die Tiere nach Plattenosteosynthese nur vereinzelt eine periostale Kallusreaktion, während die Tiere nach intramedullärer Stabilisierung einen typisch spindelförmigen Kallus ausbildeten. Dies zeigte sich in einem signifikant größeren Kallusdurchmesser nach 2 Wochen (2,27±0,23 mm vs. 1,14±0,06 mm; p<0,0003). Des Weiteren zeigte sich nach Stabilisierung mittels Plattenosteosynthese ein signifikant erhöhtes endostales Knochenwachstum im Vergleich zur Schraubenosteosynthese. Histomorphometrisch konnten keine Knorpelzellen nach winkelstabiler Plattenosteosynthese nachgewiesen werden. Sowohl histologisch als auch radiologisch zeigte sich nach Versorgung mittels winkelstabiler Plattenosteosynthese 2 Wochen postoperativ eine knöcherne Überbrückung des Frakturspalts. Nach intramedullärer Stabilisierung war zu diesem Zeitpunkt der Frakturspalt jedoch noch deutlich abgrenzbar. Biomechanisch zeigten die Tiere, welche mittels Plattenosteosynthese versorgt wurden, sowohl nach 2 Wochen (14,15±2,03 N/mm vs. 7,05±0,88 N/mm; p<0,0093) als auch nach 5 Wochen (70,6±6,07 N/mm vs. 38,01±8,26 N/mm; p<0,0068) eine signifikant höhere Biegsteifigkeit im Vergleich zur intramedullären Schraubenosteosynthese. Durch die osteosynthetische Versorgung mittels winkelstabiler Plattenosteosynthese konnte im Vergleich zur intramedullären Schraubenosteosynthese eine Verbesserung der Frakturheilung erzielt werden. Der Grund für das Ausbleiben einer endochondralen Knochenbildung nach Stabilisierung mittels MouseFix ist vor allem in der hohen mechanischen Stabilität dieses winkelstabilen Implantats zu sehen. Im Gegensatz zu bislang beschriebenen internen Osteosynthesetechniken in der Maus konnte hier erstmals ein Modell zur spezifischen Untersuchung der intramembranösen Frakturheilung etabliert werden.