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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Neue Aspekte in der Knochenfluoreszenzfärbung durch Einsatz der konfokalen Laser Scanning Mikroskopie

Meeting Abstract

  • K. Kreutzer - Technische Universität München, Klinik und Poliklinik für Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie, München, Germany
  • C. Pautke - Technische Universität München, Klinik und Poliklinik für Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie, München, Germany
  • S. Vogt - Technische Universität München, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, München, Germany
  • K.-D. Wolff - Technische Universität München, Klinik und Poliklinik für Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie, München, Germany
  • S. Milz - AO Forschungs-Institut Davos, Tissue Morphology, Davos Platz, Switzerland
  • T. Tischer - Technische Universität München, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, München, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocPO17-1039

DOI: 10.3205/09dkou685, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou6857

Published: October 15, 2009

© 2009 Kreutzer et al.
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Fragestellung: Während die polychrome Sequenzmarkierung seit langem im Tierversuch zur Klärung von Fragen der Knochenbildung und Knochenresorption Verwendung findet ist ein vergleichbares Verfahren für klinische Studien am Menschen nur eingeschränkt verfügbar. Das einzige am Menschen zugelassene Fluorochrom stellt die Gruppe der Tetrazykline dar. Die sichere Auftrennung von mindestens zwei Tetrazyklinen würde es ermöglichen nicht nur ein intravitales Abbild des Knochenstoffwechsels zu liefern, sondern auch eine zeitliche Korrelation zu klinischen Verläufen und therapeutischen Maßnahmen zu schaffen. Daher war Ziel dieser Studie, die Frage zu klären ob eine polychrome Sequenzmarkierung mit verschiedenen Tetrazyklinderivaten durchführbar ist.

Methodik: Acht verschiedene Tetrazyklinderivate wurden bei 24 Wistar Ratten mit offenen Epiphysenfugen der Femora subkutan injiziert. Eine Gruppe (n=15) erhielt die Fluorchrome als Einzelgabe, in einer zweiten Gruppe (n=9) als sequenzielle 3-, 4- oder 8-fach Gabe. Zur Anwendung kamen Chlorotetracyclin, Demeclocyclin, Doxycyclin, Methacyclin, Minocyclin, Oxycyclin, Rolitetracyclin und Tetracyclin. Die Proben wurden in PMMA eingebettet und Schnitte mit einer Schichtdicke von 100 µm wurden angefertigt. Die histomorphometrische Auswertung der Knochenumbauvorgänge zu den verschiedenen Markierungszeitpunkten erfolgte an einem Konfokalem Laser Scanning Mikroskop LSM 510 Meta NLO (Zeiss, Deutschland).

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Zunächst wurde anhand der einfach gefärbten Präparate eine Datenbank der Fluorochromspektren erstellt. Die Untersuchung der Einzelproben ergab, dass in vivo alle verwendeten Tetrazyklinderivate mit Ausnahme von Minocyclin durch Exzitation bei 458nm angeregt werden konnten. Eine sichere Differenzierung von Chlorotetracyclin gegenüber allen anderen Fluorochromen war in jeder Kombination möglich. Die Auftrennung der 4- und 8-fach gefärbten Präparate war bei zu großer Ähnlichkeit von jeweils zwei Spektren nicht sicher möglich. Durch die Verwendung der automatischen Erkennung von Fluoreszenzspektren konnte jedoch je nach Präparat eine separate Darstellung von bis zu drei Tetrazyklinen erreicht werden.

Die Machbarkeit einer polychromen Sequenzmarkierung mit bis zu drei Tetrazyklinen eröffnet neue Möglichkeiten für die in vivo Knochenforschung am Menschen. Klinisch stehen hierbei vor allem die Untersuchung von Knochenumbauvorgängen bei Osteoporose, Osseointegration von Implantaten oder der Auswirkung von Medikamenten auf die Knochenheilung (z.B. Bisphosphonate, Glukocortikoide) im Vordergrund. Die Darstellung des Knochenmetabolismus über einen präoperativen Zeitraum von mehreren Wochen würde direkten Rückschluss auf den Einfluss von Therapien oder die Wirkung von Medikamenten bei spezifischen Krankheitsbildern erlauben. Das nächste Ziel stellt dementsprechend die Etablierung eines 3-fachTetrazyklinschemas zur in vivo Färbung beim Menschen dar.