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Fragestellung: Vertebrale Frakturen sind die häufigsten atraumatischen Frakturen im Rahmen einer manifesten Osteoporose. Bisphosphonate (BP) sind diesbezüglich die am häufigsten angewendete Medikamentengruppe, da sie das Frakturrisiko von zukünftigen vertebralen Frakturen um bis zu 50% reduzieren. Die protektive Wirkung von BP ist durch eine Reduktion der Knochenresorption und Verbesserung der Knochenmineraldichte (BMD) bedingt. Potentielle Nebenwirkungen einer Langzeittherapie können eine Hypermineralisierung sowie entsprechende Veränderungen biomechanischer Knochenmaterialeigenschaften beinhalten. Da die Datenlage zum Langzeiteinfluss von BP unzureichend ist, war das Ziel dieser Studie die biomechanischen Eigenschaften in einer frakturrelevanten Lokalisation von Langzeit-BP-Anwendern (>5J.) im Vergleich zu regulär therapierten (1-5J.) und therapienativen Patienten zu analysieren.

Methodik: Im Rahmen der BioAsset Studie wurde 33 Frauen mit Osteoporose (durchschnittlich 83J.) nach Autopsie der 5. Lendenwirbelkörper (L5) entnommen. 22 Patienten hatten keine spezifische Therapie (I), 5 Pat. 1-5J. BP (II) und 6 Pat. >5J. BP (III). Im Rahmen der Präparation wurden aus L5 3 sagittale Scheiben gewonnen. Vor unentkalkter histologischer Präparation wurde von der mittleren Scheibe mittels µCT die tissue mineral density (TMD) sowie durch Histomorphometrie statische Strukturindizes bestimmt. Anschließend erfolgte die histologische Beurteilung des Mineralisationsstatus. Die restlichen Scheiben wurden mittels H2O2 für 24h mazeriert. Anschließend wurden pro Fall mindestens 21 einzelne Trabekel für die biomechanische 3-Punktbiegetestung freipräpariert. Eine univariate Varianzanalyse mit LSD post hoc Analyse diente zur Testung von Gruppenunterschieden.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die statische Histomorphometrie zeigte in den Kontrollen eine signifikant erhöhte Tb.N (p=.037 vs. (II), p=.029 vs. (III)) und verringerte Tb.Sp (p=.017 vs. (III)) gegenüber den Therapiegruppen. Der TMD nahm signifikant mit zunehmender BP-Therapiedauer zu (R2=.204, p=.008). Die Oberflächenresorption (ES/BS) wurde gegenüber den Kontrollen signifikant reduziert (p=.001 vs. (II), p< .001 vs. (III)). In Bezug auf die biomechanischen Eigenschaften zeigte sich eine erhöhte work to failure (wtf) in Gruppe II gegenüber der Kontrollgruppe (p=.012). Es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede der Langzeit-BP-Therapierten im Vergleich zur Kontrolle oder Patienten mit regulärer Therapiedauer.

Die BP-Therapie führt mit zunehmender Therapiedauer zu einer erhöhten Mineralisation. Es zeigte sich eine Beeinflussung der mechanischen Kennwerte in Form einer erhöhten wtf lediglich bis zur Therapiedauer von 5 J. Dieser Effekt kann durch die signifikante Reduzierung trabekelschwächender Resorptionsstellen (reduziertes ES/BS) begünstigt sein. Mit fortschreitender Therapiedauer zeigte sich trotz weiter angestiegenem TMD kein weiterer Anstieg der wtf und ES/BS, sodass eine BP-Therapie >5J. keine zusätzliche Stabilität auf Trabekelebene bedingt.