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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

Muskuloskeletale Reaktion des gesunden und osteoporotischen Organismus auf Ganzkörper-Vibration (WBV) während der Frakturheilung im Rattentierexperiment

Meeting Abstract

  • E.K. Stürmer - Universitätsklinikum Göttingen, Klinik für Unfallchirurgie, Plastische und Wiederherstellung, Göttingen, Germany
  • S. Sehmisch - Universitätsmedizin Göttingen, Klinik für Unfallchirurgie, Göttingen, Germany
  • M. Tezval - Universitätsklinikum Göttingen, Klinik für Unfallchirurgie, Plastische und Wiederherstellung, Göttingen, Germany
  • M. Komrakova - Universitätsklinikum Göttingen, Klinik für Unfallchirurgie, Plastische und Wiederherstellung, Göttingen, Germany
  • M. Wicke - Universität Göttingen, Abt. für Haustierzucht und Kleintiergenetik, Göttingen, Germany
  • K.M. Stürmer - Universitätsklinikum Göttingen, Klinik für Unfallchirurgie, Plastische und Wiederherstellung, Göttingen, 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. DocGR13-356

DOI: 10.3205/11dkou469, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou4697

Published: October 18, 2011

© 2011 Stürmer et al.
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Fragestellung: Knochenbruchheilung hängt wesentlich von den gegebenen biomechanischen Bedingungen ab. Mikrobewegungen stimulieren nachweislich die Kallusbildung. Auch profitiert sowohl der inkontinente, als auch der osteoporotische Mensch von WBV. Vor dem Hintergrund des osteoporotischen und immobilen Menschen war es Ziel aufzuzeigen, in wieweit WBV die Frakturheilung und die Skelettmuskulatur (zunächst tierexperimentell) beeinflussen kann.

Methodik: Von sechzig 3-Monate alte weibliche Sprague Dawley Ratten wurden 30 ovarektomiert. Im Alter von 5 Monaten wurden sie einer bilateralen metaphysären Tibia-Osteotomie mit folgender Plattenosteosynthese unterzogen. Postoperativ wurden jeweils 15 der intakten bzw. osteoporotischen Tiere über 30 Tage 2x täglich einer 15-minütigen vertikalen WBV (90Hz, 0,5mm) unterzogen. Nach Dekapitation wurde randomisiert eine Tibia im fpQCT, biomechanisch und histomorphometrisch untersucht; der andere Tibiakallus wurde hinsichtlich der Genexpression von AP, OC, TRAP-1 und IGF-1 analysiert. Zusätzlich wurden Serumwerte von AP und OC bestimmt. Im Musculus gastriocnemius und longissimus dorsi wurden die mitochondrale Aktivität, Muskelfasermorphologie und Kapillardichte untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Im osteoporotischen Organismus verbessert WBV die corticale und Kallusdichte (97 vs. 99%, 72 vs. 81%), die trabeculäre Struktur (9 vs.14 Trabekekreuzungen), die Muskeldurchblutung (1.7 vs. 2.1 Kapillaren pro Muskelfaser) und den oxidativen Metabolismus (17 vs. 23 pmol O2 s-1 mg-1), während sie kein Effekt auf das Körpergewicht und die Nahrungsaufnahme hat. WBV erhöht generell die Muskelfaserdicke und die Expression von AP, OC, IGF-1, reduziert allerdings die biomechanische Qualität des Tibiakallus. Bei Osteoporose überbrückt der Frakturkallus durch WBV früher, bei intakten Tieren später.

Obwohl WBV einige Knochen- und Muskeleigenschaften verbessert, erscheint ihr Effekt in dieser Studie suboptimal. Weitere Studie zur Analyse der optimalen Dosis, Intensität, Frequenz, Ausrichtung, insbesondere für die Frakturheilung, sind erforderlich.