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Fragestellung: Als Grund für die Entstehung einer atrophen Pseudarthrose wird die gestörte Vaskularisierung während des Heilungsprozesses gesehen. Eine aktuelle Studie zeigte aber eine normale Vaskularisierung in humanen Pseudarthrosegeweben [1]. In einem Tierversuch mit verzögerter Heilung soll daher die Frage geklärt werden: Welchen Einfluss hat die Angiogeneseinhibierung auf die Knochenheilung und die zeitliche Expression angiogener und osteogener Faktoren?

Methodik: 5-6 Ratten pro Gruppe und Zeitpunkt (Tag: 3, 7, 14, 21 und 42) wurde die rechte Tibia osteotomiert und mittels Marknagel mit PDLLA Beschichtung stabilisiert (Kontrolle). In der Versuchsgruppe wurde 10% Fumagillin (Angiogenesehemmer) in die Beschichtung inkorporiert. Angiographie: Das Kontrastmittel Microfil wurde post mortem injiziert und µCT Scans vor und nach Dekalzifizierung des Knochens durchgeführt. RT-PCR: Folgende Gene wurden auf ihr Expressionsniveau hin untersucht: I. osteogene Faktoren: Bmp-2, -3, -4 und -7, Noggin, Bambi, Chordin, Gremlin1, Dan, Twsg1, Bmper, Sost; II. angiogene Faktoren: Vegfa-d, Fgf 1-2, Angpt 1-2, Thbs2, Angiomotin und Hif1a. Als Negativkontrolle (ZP=0) dienten 6 intakte Knochen. Statistik: Mann-Withney-U Test mit Bonferroni-Holm Korrektur.

Ergebnisse: Die Angiographie ergab eine signifikante Verminderung des Gefäßvolumens und der Gefäßkonnektivität in der Versuchsgruppe nach 42 Tagen. Das Gesamtkallusvolumen zeigte sich zudem vermindert zu Tag 14 und 21. Nach 42 Tagen zeigten mehr Kallusse eine fehlende periostale Überbrückung als in der Kontrolle. In der Kontrolle zeigten sich osteogene Faktoren wie Bmp-2, -3 und -7 an den Tagen 14-21 maximal exprimiert. In der Gruppe mit Angiogeneseinhibitor waren diese Faktoren zu Tag 7 leicht erhöht, zeigten aber nur wenig Änderung über die Zeit. Bmp-4 hingegen war zwar zu den Tagen 14-21 ebenfalls geringer reguliert, zeigte aber nach 42 Tagen eine höhere Expression in der Versuchsgruppe. Auffällig war eine erhöhte Expression der Antagonisten: Dan, Bmper, Twsg1 und Sost zu Tag 42 in der Versuchsgruppe. Angiogenese Faktoren wie Fgf 1-2 und Angpt2 waren bereits zu Tag 7 in der Versuchsgruppe hochreguliert und zeigten einen kontinuierlichen Anstieg über die Zeit. Dieser Anstieg konnte nicht bei den Vegfs ermittelt werden. Wohingegen der antiangiogene Faktor Thbs2 in beiden Gruppen an Tag 7-14 maximal exprimiert wurde, aber in der Versuchsgruppe 10x höher an Tag 7 als in der anderen Gruppe.

Schlussfolgerung: Die Inhibierung der Angiogenese im Osteotomiemodell führte zu einer Verminderung der Gefäßneubildung und zur Ausbildung einer atrophen Nichtheilungssituation. RT-PCR Ergebnisse zeigten in der Versuchsgruppe im Vergleich zur Kontrolle eine Hochregulation von Angiogenesefaktoren und gleichzeitig geringer regulierte osteogene Faktoren.