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Fragestellung: Aufgrund der aktuellen demografischen Entwicklung nimmt die Anzahl der an Osteoporose erkrankten Patienten stetig zu. Antiresorptive Substanzen wie Bisphosphonate sind in der Therapie der Osteoporose etabliert, erhöhen die Knochendichte und senken das Frakurrisiko. Ihr Effekt auf die Knochendefektheilung ist bis dato jedoch nur unzureichend untersucht. Zudem konnten in letzter Zeit mehrere Autoren im Tiermodell zeigen, dass die Lokalapplikation von Bisphosphonaten die Osseointegration von Implantaten fördert. Ziel dieser Studie war die Untersuchung des Einflusses der lokalen und systemischen Applikation von Bisphosphonaten am diaphysären femoralen Knochendefektmodell der Ratte.

Methodik: Die Untersuchung erfolgte an 72 weiblichen Wistar-Ratten. Eine Hälfte der Tiere wurde im Alter von 12 Wochen einer Ovarektomie unterzogen. Es erfolgte jeweils die Unterteilung in drei Gruppen (Kontrolle, Kontrolle OVX, BPH systemisch, BPH systemisch OVX, BPH lokal, BPH lokal OVX) (Tabelle 1 [Tab. 1]).

Nach Setzung des Femurdefektes im Alter von 24 Wochen wurden die Tiere postoperativ für 6 Wochen mit einem Fixateur externe behandelt und anschließend euthanasiert. Die Auswertung des Defektknochens und der gesunden kontralateralen Seite erfolgte mittels pQCT-Knochendichtemessung, Messung der mechanischen Belastbarkeit (4-Punkt-Biegetest), radiologische Diagnostik (Beurteilung der Durchbauung) und durch eine histologische Analyse. Eine immunhistochemische Analyse steht noch aus.

Ergebnisse: Die präoperative Dichtemessung mittels pQCT zeigte eine signifikante Reduzierung der Knochengesamtdichte in den ovarektomierten Tieren. Nativradiologisch zeigte sich kein signifikanter Unterschied in der Durchbauungsrate zwischen der Kontrollgruppe und der Gruppe, die mittels systemischer Bisphosphonatgabe behandelt wurde. Unter Lokalapplikation von Bisphosphonaten zeigte sich sowohl in der ovarektomierten Gruppe als auch in der nicht- ovarektomierten Gruppe eine signifikant schlechtere Durchbauungsrate. Auch biomechanisch (4 Punkt Biegeversuch; Load to failure in Relation zur kontralateralen Seite) zeigte die Lokalapplikation von Bisphosphonaten einen signifikant negativen Effekt. Histomorphometrisch zeigte sich sowohl unter systemischer als auch unter Lokalapplikation von Bisphosphonaten ein verzögertes Remodelling mit erhöhter Gesamtkallusfläche im Vergleich zur Kontrollgruppe. Unter Lokalapplikation von Bisphosphonaten war der Anteil an Bindegewebe an der Gesamtkallusfläche im Vergleich zur systemischen Applikation erhöht. Zudem konnte histologisch die schlechtere Durchbauungsrate nach Lokalapplikation von Bisphosphonaten bestätigt werden.

Schlussfolgerung: Die systemische Applikation von Bisphosphonaten führt zu einem verzögerten Remodelling nach 6 Wochen, jedoch ohne negativen Einfluss auf die biomechanische Festigkeit und die Durchbauungsrate. Die Lokalapplikation von Bisphosphonaten hat einen negativen Effekt auf die Knochendefektheilung am Osteoporosemodell der Ratte.