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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie, 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

25. - 28.10.2011, Berlin

Kann die Potenz der Knocheninduktion von autologem Stammzellkonzentrat durch den Einsatz von Platelet-rich plasma optimiert werden?

Meeting Abstract

  • P. Jungbluth - Uniklinik Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany
  • M. Hakimi - Uniklinik Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany
  • J. Schneppendahl - Uniklinik Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany
  • A. Schek - Uniklinik Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany
  • M. Wild - Uniklinik Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany
  • J. Windolf - Uniklinik Düsseldorf, Klinik für Unfall- und Handchirurgie, Düsseldorf, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 25.-28.10.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. DocGR13-1342

DOI: 10.3205/11dkou465, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou4652

Published: October 18, 2011

© 2011 Jungbluth et al.
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Text

Fragestellung: Die Behandlung großer Knochendefekte im Bereich langer Röhrenknochen stellt weiterhin eine große Herausforderung dar. Eine mögliche Alternative zur autologen Spongiosaplatik ist die Defektauffüllung mittels autologem Stammzellkonzentrat (BMAC), hergestellt mittels Dichtegradientenzentrifugation von Knochenmarkaspirat aus dem Beckenkamm. Inwieweit eine zusätzliche Applikation von autologem Platelet-rich plasma (PRP) durch synergistische Effekte zu einer weiteren Optimierung der Knochenneubildung bei der Behandlung von „critical size“ Defekten an belasteten Knochenabschnitten an Minipigs führen kann, war Gegenstand dieser tierexperimentellen Studie.

Methodik: Bei 16 Mini-Pigs wurde ein metaphysärer Defekt in der proximalen Tibia gesetzt. Bei 8 Tieren erfolgte die Defektauffüllung mit autologem Stammzellkonzentrat in Kombination mit Calciumphosphatgranulat (CPG), in der zweiten Versuchstiergruppe hingegen mit dem gleichen Composite in Kombination mit PRP. Nach Ablauf von 6 Wochen wurden histologische Präparaten angefertigt. Im Anschluss daran wurde die Knochenneubildung histomorphometrisch analysiert. Zusätzlich erfolgten die Bestimmung des Thrombozytenanreicherungsfaktors im PRP im Vergleich zum Vollblut, sowie die Bestimmung der Konzentrationen vom PDGF und TGF-β1 sowohl im Serum bzw. Plasma, als auch im PRP mittels quantitativer ELISA-Technik. In der Stammzellgruppe erfolgte eine Überprüfung des Stammzellcharakters der Knochenmarkzellen mittels Zellzahlbestimmung sowie Bestimmung der Colony-Forming-Units (CFU).

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die histomorphometrische Analyse nach 6 Wochen belegte in der PRP-Gruppe sowohl in der Zentralregion (p<0.002) als auch im kortikalen Anteil der Defektzone (p<0.034) eine signifikant stärkere Knochenneubildung im Vergleich zu der Gruppe ohne Einsatz von PRP. Die Resorptionsrate von CPG war in der PRP-Gruppe signifikant höher als in der Kontrollgruppe (p<0.01). Eine vollständige knöcherne Durchbauung des Defektes konnte in der Gruppe ohne Einsatz von PRP lediglich bei 2 Tieren, in der PRP-Gruppe hingegen bei 5 Tieren nachgewiesen werden.

Im Vergleich zum Vollblut konnte eine Anreicherung der Thrombozytenzahl im PRP um den Faktor 4,9 erreicht werden. Gleichzeitig fanden sich signifikant höhere Konzentrationen von PDGF und TGF-ß1 im PRP im Vergleich zum Serum bzw. Plasma.

Die Zellzahlbestimmung in der Stammzellgruppe ergab eine 3,7-fache Steigerung der Zahl der mononukleären Zellen im Konzentrat im Vergleich zum Knochenmarkaspirat. Bezüglich der CFU-ALP konnte ein signifikanter Konzentrationsanstieg um den Faktor 2,8 im Vergleich zum Knochenmarkaspirat erreicht werden.

In Anbetracht der erzielten Ergebnisse lässt sich die Schlussfolgerung treffen, dass die kombinierte Therapie von Critical-Size-Defekten an der proximalen Tibia von Mini-Pigs mit BMAC+CPG+PRP zu einer besseren knöchernen Heilung führt als die Anwendung von BMAC und CPG ohne zusätzlichen Einsatz von PRP.