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46. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen (DGPRÄC), 20. Jahrestagung der Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen (VDÄPC)

01.10. - 03.10.2015, Berlin

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Transplantation eines bioartifiziellen Knochenersatzes in einen critical size Femurdefekt im Bestrahlungsmodell der Ratte

Meeting Abstract

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  • presenting/speaker Andreas Arkudas - Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Ulrike Rottensteiner - Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Ulf Bertram - Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Lara Lingens - Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Laura Fischer - Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Gregor Bührer - Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Justus P. Beier - Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Tobias Fey - Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Glas und Keramik), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Martin Stumpf - Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Glas und Keramik), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Peter Greil - Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Glas und Keramik), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Luitpold Distel - Strahlenklinik, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Rainer Fietkau - Strahlenklinik, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Carolin Körner - Lehrstuhl Werkstoffkunde und Technologie der Metalle, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Raymund E. Horch - Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Deutsche Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen. Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen. 46. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen (DGPRÄC), 20. Jahrestagung der Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen (VDÄPC). Berlin, 01.-03.10.2015. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2015. Doc085

doi: 10.3205/15dgpraec085, urn:nbn:de:0183-15dgpraec0859

Veröffentlicht: 28. September 2015

© 2015 Arkudas et al.
Dieser Artikel ist ein Open-Access-Artikel und steht unter den Lizenzbedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 License (Namensnennung). Lizenz-Angaben siehe http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Gliederung

Text

Einleitung: Bei Knochentumoren stellt die Bestrahlung des Knochens oft eine (neo-)adjuvante Standardtherapie dar. Neben dem hierdurch gewünschten Effekt auf den Tumor hat dies allerdings auch Auswirkungen auf die Knochenheilung für die spätere Rekonstruktion. Ziel dieser Studie war nach Etablierung eines Bestrahlungsprotokolls für einen critical size Femurdefekt in der Ratte die Untersuchung der Auswirkungen der Bestrahlung auf die Transplantation eines mittels Tissue Engineering hergestellten Knochenkonstruktes.

Methodik: Es wurden insgesamt 105 Ratten in die Studie eingeschlossen und in 3 Gruppen aufgeteilt. In Gruppe A und B erfolgte die Implantation einer porösen Titankammer gefüllt mit einer Hydroxyapatit (HA)/Fibrin Matrix in der Leiste der Ratte. In Gruppe A wurden zudem mesenchymale Stammzellen (MSCs) und bone morphogenetic protein 2 (BMP2) im Fibrin immobilisiert. Nach 6 Wochen Prävaskularisation erfolgte die Transplantation der Knochenkonstrukte in einen critical size Femurdefekt, welcher bei der Hälfte der Tiere zuvor entsprechend des Bestrahlungsprotokolls bestrahlt wurde. In Gruppe C wurden leere Titankammern in bestrahlte sowie unbestrahlte Femurdefekte als Kontrolle implantiert. Die Explantation erfolgte 10 Tage bzw. 12 Wochen nach der Transplantation mit nachfolgender Auswertung mittels Mikro-CT sowie histologischen und molekularbiologischen Methoden.

Ergebnisse: In Gruppe A konnte eine Knochenbildung in allen Konstrukten nachgewiesen werden. 12 Wochen nach Transplantation zeigte sich durch die Bestrahlung eine signifikant verminderte Knochenbildung im Vergleich zu der unbestrahlten Gruppe. In Gruppe B konnte in keinem Konstrukt eine Knochenbildung gezeigt werden. 10 Tage nach der Transplantation zeigte sich in den bestrahlten Femurdefekten eine signifikant verminderte Vaskularisation sowie eine geringere Überlebensrate der MSCs im Vergleich zu den unbestrahlten Defekten, welche nach 12 Wochen nicht mehr nachgewiesen werden konnte. In Gruppe C zeigte sich in keiner Gruppe eine knöcherne Überbrückung der Leerdefekte.

Schlussfolgerung: In dieser Studie konnte der Effekt der Bestrahlung auf gesunde Knochendefekte nachgewiesen werden. Die verminderte Vaskularisation der Defekte zeigte zum einen Auswirkungen auf das initiale Überleben der MSCs sowie im Langzeitverlauf auch auf die Knochenbildung in den transplantierten unbestrahlten Knochenkonstrukten, welches die Notwendigkeit einer adäquanten Vaskularisation der Transplantate verdeutlicht.