gms | German Medical Science

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2019)

22. - 25.10.2019, Berlin

In geriatrischen Mäusen verbessert Erythropoietin die Knochenheilung nicht

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Marcel Orth - Universitätsklinikum des Saarlandes, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Homburg, Germany
  • Johanna Baudach - Universitätsklinikum des Saarlandes, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Homburg, Germany
  • Mika Rollmann - Universitätsklinikum des Saarlandes, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Homburg, Germany
  • David Osche - Universitätsklinikum des Saarlandes, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Homburg, Germany
  • Steven Herath - Universitätsklinikum des Saarlandes, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Homburg, Germany
  • Michael Menger - Universitätsklinikum des Saarlandes, Institut für Klinisch-Experimentelle Chirurgie, Homburg, Germany
  • Tim Pohlemann - Universitätsklinikum des Saarlandes, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Homburg, Germany
  • Tina Histing - Universitätsklinikum des Saarlandes, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Homburg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2019). Berlin, 22.-25.10.2019. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2019. DocAB48-574

doi: 10.3205/19dkou443, urn:nbn:de:0183-19dkou4431

Veröffentlicht: 22. Oktober 2019

© 2019 Orth 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

Fragestellung: Die Frakturheilung in älteren Menschen ist mit einem reduzierten Heilungspotenzial assoziiert. Dies wird neben anderen Faktoren durch eine verzögerte Angiogenese während des Heilungsprozesses verursacht. Erythropoietin (EPO) wirkt angiogen und verbessert die Frakturheilung in adulten Mäusen. Wir hypothetisierten daher, dass EPO in geriatrischen Mäusen die Frakturheilung verbessert.

Methodik: In CD-1 Mäusen (n=44; 45-55g; 18±1 Monat alt) wurden standardisiert Femurfrakturen induziert und mittels etabliertem Modell osteosynthetisch stabilisiert. Durch tägliche intraperitoneale Applikation wurden die Tiere mit EPO (500 U/kg; n=22; EPO) oder Vehikel (n=22; Control) behandelt. Die Frakturheilung und Hämoglobin (Hb)-Konzentration [g/dl] wurden 14 und 35 Tage (d) postoperativ untersucht. Die Quantifizierung von Knochendichte (TMD) [g/cm3] und Knochenvolumen (BV)/Gewebevolumen (TV) [%] erfolgte mittels Mikro-Computertomographie (µCT). Mittels 3-Punkt-Biegung wurde die Biegesteifigkeit des Knochens in Relation zur gesunden Gegenseite [%] biomechanisch analysiert. Kallusfläche [cm2] und -zusammensetzung (Knochen-/Knorpel-/Bindegewebe) [%] wurden histomorphometrisch (Safranin-O) evaluiert. Die Expression von Osteoprotegerin (OPG) und Receptor Activator of NF-κB Ligand (RANKL) wurde 14d postoperativ per Western Blot [Pixelintensität x 103] bestimmt. Die statistische Auswertung erfolgte mittels t-Test oder Rangsummentest (Signifikanzniveau p<0,05).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Tiere der Gruppe EPO zeigten signifikant erhöhte Hb-Werte nach 14d (EPO: 18,4±0,9; Control: 10,7±0,6; p<0,05) und 35d (EPO: 22,5±0,9; Control: 10,7±0,6; p<0,05).

In der µCT zeigte sich eine höhere TMD in Tieren der EPO-Gruppe nach 14d (EPO: 3,1±0,1; Control: 0,8±0,02; p<0,05) und 35d (EPO: 3,1±0,1; Control: 0,8±0,01; p< 0,05), wohingegen BV/TV keine signifikanten Unterschiede aufwies (14d: EPO: 8,7±0,9; Control: 8,3±1,2; p >0,05) (35d: EPO: 19,8±2,1; Control: 22,5±2,5; p>0,05).

Biomechanisch fanden sich nach 14d keine signifikanten Unterschiede (EPO: 1,4±0,3; Control: 2,3±0,4; p>0,05). Hingegen war die Biegesteifigkeit nach 35d in Tieren der EPO-Gruppe reduziert (EPO: 14,6±2,4; Control: 60,5±8,4; p< 0,05).

In der Western Blot Analyse war die Expression in Tieren der EPO-Gruppe ohne signifikanten Effekt sowohl für OPG (EPO: 17,3±1,5; Control: 9,3±7,8; p >0,05) als auch für RANKL (EPO: 206,3±62,6; Control: 54,2±10,7; p>0,05) erhöht.

Diese Daten zeigen: die Applikation von EPO in geriatrischen Mäusen erhöht die TMD und Expression von OPG und RANKL als Zeichen eines akzelerierten Knochenumsatzes im Vergleich zu gleichaltrigen Kontrollen. Jedoch wird die Knochenheilung hierdurch nicht verbessert. Die Frakturheilung wird vermutlich durch eine verschlechterte Mikrozirkulation aufgrund der reduzierten rheologischen Eigenschaften des Blutes und durch eine gesteigerte Brüchigkeit aufgrund des erhöhten Knochenumsatzes gestört. EPO scheint daher keine Behandlungsoption zur Verbesserung der Knochenheilung geriatrischer Patienten zu sein.