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Fragestellung: Der chirurgische Erfolg in der Behandlung von Osteosarkomen hängt stark von der möglichen Resektionsradikalität und letztlich dem erzielten Sicherheitsabstand ab. Im Bereich der Knochen ist jedoch ein ausreichender Sicherheitsabstand anatomisch bedingt nicht immer möglich. Häufig wird im Rahmen des chirurgischen Vorgehens Knochenzement verwendet. Der Knochenzement zielt dabei primär auf die Stabilisierung des Knochens, nicht jedoch auf die zusätzliche antineoplastische Behandlung. Sinnvoll wäre hier eine zusätzliche lokale Therapieoption durch Anreicherung des Zementes mit einem Chemotherapeutikum. Ziel dieser Studie ist die Untersuchung einer lokalen Tumortherapie von Osteosarkomen mit einem antineoplastisch beladenen Knochenzement in einem experimentellen Ansatz.

Methodik: Die Untersuchungen erfolgen an einer SaOs-2 Osteosarkom-Zelllinie. Das Studiendesign ist dreiarmig. In 2 Gruppen wird der Knochenzement (5g Clots) mit Valproat und mit Vorinostat als antineoplastische Therapie aufgesättigt und die Toxizität des Zementes auf die Sarkomzellen untersucht. In einer Kontrollgruppe werden humane Stammzellen dem Zement ausgesetzt, in einer weiteren Kontrollgruppe erfolgen die Untersuchungen mit Knochenzement ohne Wirkstoff. Die Konzentration der Chemotherapie liegt in den einzelnen Zementgruppen bei dem 10-fachen, dem 25-fachen sowie dem 50-fachen der üblichen systemischen Wirkstoffkonzentration um eine möglichst hohe lokale toxische Wirkung zu erzielen. Die Aktivitätsmessung der Zellen erfolgt mittels eines Alamar-Blue Assay. Die Überstände der Sarkomzellen werden auf die Wirkstoffkonzentration untersucht, um die Freisetzungskinetik aus dem Zement beurteilen zu können. Zusätzlich erfolgen biomechanische Untersuchungen des Zementes in einer Materialprüfmaschine mit einer axialen Belastung von 1.000 Newton.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: In der Zementgruppe mit Valproat zeigt sich eine stufenweise Zunahme der Wirkstoffkonzentration, welche aus dem Zement freigesetzt wird mit einer parallel dazu verlaufenden Toxizität auf die Sarkomzellen. Ab dem 3. Tag nimmt die Zellaktivität stark ab, 1 Woche nach Versuchsbeginn findet sich keine Zellaktivität mehr. In der Zementgruppe mit Vorinostat zeigt sich bereits eine stark toxische Wirkung ab dem dem 1. Tag nach Versuchsbeginn, 3 Tage nach Versuchsbeginn findet sich keine Zellaktivität mehr. In der Kontrollgruppe mit humanen Stammzellen findet sich keine Toxizität in der Valproat-Gruppe, wohingegen eine Toxizität mit Abnahme der Zellaktivität ab dem 3. Tag in der Vorinostat-Gruppe zu sehen ist. Biomechanisch verändert die Zugabe der Chemotherapeutika die Struktur sowie die Stabilität des Zementes nicht.

Die Beladung von Knochenzement mit Chemotherapeutika im Rahmen der Osteosarkombehandlung eröffnet die Chance auf eine potente Therapieergänzung mit einer Verbesserung der lokalen Tumorkontrolle.