gms | German Medical Science

Fragestellung: Das akute Weichteiltrauma zeigt einen signifikanten Effekt auf die Kallus- und Muskelregeneration im Traumamodell an der Kaninchentibia. VEGF ist der stärkste Mediator der Angiogenese, ein essentieller Bestandteil der Knochen und Muskelregeneration. Das Ziel unserer Untersuchung ist die Überprüfung des Einflusses von lokal appliziertem VEGF auf die Distraktionsosteogenese sowie Muskelregeneration in einem Modell nach akutem Kompartmentsyndrom am Kaninchenunterschenkel.

Methodik: 22 skellettreife New Zealand White Kaninchen (NZW) wurden randomisiert und in 2 Gruppen (n=11) eingeteilt. In beiden Gruppen erfolgte die Induktion eines akuten Kompartmentsyndroms durch Ischämie und Muskelkontusion (100kPa = 10N/1cm2) eines Unterschenkels mit anschließender Segmentresektion um 10 mm und nachfolgender Verkürzung. In der Testgruppe erfolgte die lokale Applikation von 12 µg VEGF aus einem Kollagenträger im Verkürzungsbereich. In beiden Gruppen wurde die Tibia mittels unilateralem Fixateur (Orthofix-M103^®) stabilisiert. Nach 10 Tagen kompressionsfreier Verkürzung erfolgte eine graduelle Distraktion von 0,5 mm/12h über 10 Tage. Ein follow up über 40 Tage erfolgte radiologisch und klinisch. Die Kallusregeneration wurde anschließend radiologisch und biomechanisch untersucht. Mittels bipolarer Elektrode erfolgte im Abstand von 5 Tagen durch die Stimulation des Peronealnervs (Amplitude = 5,1mA; 2,56ms; Intervall = 50ms) die Induktion isometrischer Muskelkontraktionen und Dokumentation der Muskelkraft. Post mortem erfolgten histomorphometrische und immunhistochemische Analysen.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Es zeigte sich in allen Fällen eine knöcherne Konsolidierung. In der Testgruppe war ein signifikant höherer Kallus-Diaphysen-Index im Vergleich zur Kontrollgruppe festzustellen (p<0,05, U-Test). Immunhistochemisch zeigt sich eine erhöhte Gefäßdichte im Kallusareal (p<0.01) sowie eine höhere Trabekeldichte in der Testgruppe. Biomechanisch ergab die Testgruppe mit VEGF eine relativ zur gesunden Gegenseite bestimmte maximale Torsionsstabilität (Nm) von 72±30% im Vergleich zu 45±18% ohne VEGF bei einer Torsionssteifigkeit (Nm/°) von 80±26% versus 71±32%. Die Muskelkraft zeigte eine kontinuierliche Regeneration nach posttraumatischer Verminderung. Die Wiederherstellung der Muskelkraft im Vergleich zur Gegenseite der Testgruppe betrug 75.3±25.12% und 58±28% in der Kontrolle (p=0.05). Histomorphometrische Analysen des M. tibialis anterior zeigten eine fibröse Degeneration (Kontrolle 9.8% and Test 2.5%, p<0.05) Es zeigte sich keine signifikante Korrelation zwischen der Kallusregeneration und Muskelkraft. (p=0.04) Die lokale Applikation von VEGF aus einem Kollagen II Träger konnte das traumainduzierte Kallusdefizit experimentell voll kompensieren. Es zeigt sich ein Einfluss auf die Muskelregeneration histomorphologisch und in der Muskelkraft. VEGF könnte lokal appliziert in der Behandlung von Frakturen mit erheblichem Weichteilschaden klinisch bedeutsam werden.