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Fragestellung: Die Behandlung großer Knochendefekte im Bereich langer Röhrenknochen stellt weiterhin eine große Herausforderung dar. Die autologe Spongiosatransplantation zur Auffüllung von bestehenden Defekten repräsentiert hier bislang den Gold Standard, trotz einer beachtlichen Donor-site Morbidität und der begrenzten Menge an Eigenknochen. Eine mögliche Alternative ist die Defektauffüllung mittels osteokonduktiven Knochenersatzmaterialen in Kombination mit osteoinduktiven autologem Platelet-rich plasma (PRP). Die Untersuchung der Knochenregeneration und Materialdegradation von Calciumphosphatgranulat (CPG) alleine und in Kombination mit PRP bei der Behandlung von „critical size“ Defekten an belasteten Knochenabschnitten an Minipigs war Gegenstand dieser tierexperimentellen Studie.

Methodik: Bei 16 Mini-Pigs wurde ein metaphysärer Defekt in der proximalen Tibia gesetzt. In der Kontrollgruppe erfolgte die Defektauffüllung mit CPG, in der zweiten Versuchstiergruppe hingegen mit CPG in Kombination mit autologem PRP. Nach Ablauf von 6 Wochen wurde eine semiquantitative radiologische Evaluation der Defektregion durchgeführt und histologische Präparate angefertigt, sowie die Knochenneubildung histomorphometrisch analysiert. Zusätzlich erfolgte 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.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die histomorphometrische Analyse nach 6 Wochen belegte in der PRP-Gruppe sowohl in der Zentralregion (p<0,02) als auch im kortikalen Anteil der Defektzone (p<0,04) eine signifikant stärkere Knochenneubildung im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Resorptionsrate von CPG war in der PRP-Gruppe signifikant höher als in der Kontrollgruppe. Eine vollständige knöcherne Durchbauung des Defektes konnte allerdings nur bei 2 Tieren der PRP-Gruppe nachgewiesen werden. Auch die semiquantitative radiologische Evaluation zeigte ein ähnliches Bild. Im Vergleich zum Vollblut konnte eine Anreicherung der Thrombozytenzahl im PRP um den Faktor 4,4 erreicht werden. Gleichzeitig fanden sich signifikant höhere Konzentrationen von PDGF und TGF-β1 im PRP im Vergleich zum Serum bzw. Plasma.

Die positiven Effekte des PRP auf CPG bei der Knochenheilung sind ersichtlich und resultieren sowohl in einer signifikanten höheren Knochenneubildungsrate als auch einer signifikant höheren Resorptionsrate des Knochenersatzmaterials. Dennoch führt dies nur in vereinzelten Fällen zu einer vollständigen knöchernen Durchbauung. Zur vollen Wirkungsentfaltung der Wachstumsfaktoren im PRP fehlen präexistente vitale Knochen- oder Knochenvorläuferzellen, die CPG als osteokonduktives Ersatzmaterial im Vergleich zur autologen Spongiosplastik nicht aufweist. Somit repräsentiert das CPG-PRP-Composite keine gleichwertige Alternative zur autologen Spongiosplastik bei der Behandlung von Knochendefekten an belasteten Knochenabschnitten.