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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

26. - 29.10.2010, Berlin

Verbesserung der Knochenheilung durch den multipotenten Wachstumsfaktor Erythropoietin – eine experimentelle Studie am Kaninchen-Radius-Defektmodell

Meeting Abstract

  • G. Omlor - Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Orthopädie I, Heidelberg, Germany
  • T. Gühring - BG-Unfallklinik Ludwigshafen, Universität Heidelberg, Ludwigshafen, Germany
  • K. Kleinschmidt - Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Sektion Experimentelle Orthopädie, Heidelberg, Germany
  • A. Speicher - Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Sektion Experimentelle Orthopädie, Heidelberg, Germany
  • K. Brohm - Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Sektion Experimentelle Orthopädie, Heidelberg, Germany
  • W. Richter - Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Sektion Experimentelle Orthopädie, Heidelberg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 26.-29.10.2010. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2010. DocEF12-1474

DOI: 10.3205/10dkou012, URN: urn:nbn:de:0183-10dkou0126

Published: October 21, 2010

© 2010 Omlor et al.
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Fragestellung: In der Pseudarthrose-Therapie können lokale und/oder systemische Wachstumsfaktoren wie das Bone-Morphogenetic-Protein-2 (BMP-2) und -7 (BMP-7=OP-1) oder der Vascular-Endothelial-Growth-Factor (VEGF) wirksam sein. VEGF und Erythropoietin (EPO) sind bezüglich ihrer Stuktur und Funktion ähnlich, sodass EPO zur Förderung der Knochenheilung geeignet scheint, insbesondere da neben einer lokalen Anwendung auch eine einfache systemische, subcutane (s.c.) Applikation möglich ist und bereits eine große klinische Erfahrung mit der EPO Therapie beim Menschen in unterschiedlichen Fachgebieten besteht. Ziel der Studie war es deshalb, die potentielle Förderung der Knochenheilung von EPO am Kaninchen-Radius-Defektmodell zu überprüfen.

Methodik: Am etablierten Kaninchenmodell wurde ein 15 mm langer osteoperiostaler Radius-Defekt erzeugt und ein Kollagenschwamm eingesetzt, der alleine ohne weitere Behandlung zu keiner knöchernen Überbrückung des Defektes führt. Es wurden 18 New-Zealand-White-Kaninchen in 3 Gruppen mit einer Standzeit von 12 Wochen untersucht. Die Kontrollgruppe erhielt einen unbehandelten Kollagenschwamm sowie am OP-Tag NaCl s.c. (6 Tiere). Therapiegruppe 1 (6 Tiere) erhielt einen unbehandelten Kollagenschwamm sowie am OP-Tag EPO s.c. (4900 IE/kg metKGW). Therapiegruppe 2 (6 Tiere) erhielt einen Kollagenschwamm, der intraoperativ mit EPO beladen wurde (4900 IE/kg metKGW).

4 Wochen, 8 Wochen und 12 Wochen postoperativ erfolgte eine standardisierte µCT-Untersuchung am lebenden Tier mit quantitativer Auswertung des Kallusvolumens. Nach Tiertötung erfolgte eine histologische Auswertung (HE und Masson Goldner Färbung) sowie immunhistologische Färbung gegen endothelspezifisches CD31 zur Bestimmung der Vaskularisierung der Defektzone.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Im Vergleich zu den Kontrolltieren ohne EPO-Gabe zeigte sich nach s.c. EPO-Gabe nach 4 Wochen das 3,6 fache Kallusvolumen (p=0,009), nach 8 Wochen das 3,5 fache Kallusvolumen (p=0,03), nach 12 Wochen das 2,4 fache Kallusvolumen (p=0,009). Bei lokaler EPO-Gabe im Schwamm zeigte sich über den Zeitraum das 4,5 fache (p=0,009), 5 fache (p=0,004) bzw. 3,7 fache Kallusvolumen (p=0,004). Zwischen s.c. und lokal behandelten Tieren zeigte sich kein signifikanter Unterschied. Histologisch bestätigte sich die Steigerung der Kallusbildung mit ausgeprägterer Defektüberbrückung und beginnender Differenzierung in Corticalis und Markhöhle. Immunhistologisch zeigte EPO eine Steigerung der Vaskularisation.

Es konnte somit gezeigt werden, dass sowohl eine lokale als auch eine systemische EPO-Therapie in hoher initialer Dosis zu vermehrter Kallusbildung mit überwiegender Überbrückung eines spontan nicht heilenden Radiusdefektes führte. EPO stimulierte die Gefäßneubildung zur Verbesserung der Kallusdurchblutung und scheint zusätzlich als multipotenter Wachstumsfaktor direkt die Knochenneubildung zu steigern.