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Langzeitergebnisse nach gestielter Transplantation eines Axial Vaskularisierten Bioartifiziellen Knochengewebeersatzes im Critical Sized Femurdefektmodell der Ratte
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Authors
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Andreas Arkudas
- Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Deutschland
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Amelie Balzer
- Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Deutschland
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Gregor Bührer
- Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Deutschland
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Isabel Arnold
- Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Deutschland
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Justus P. Beier
- Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Deutschland
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Oliver Bleiziffer
- Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Deutschland
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Carolin Körner
- Lehrstuhl Werkstoffkunde und Technologie der Metalle, Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Deutschland
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Robert F. Singer
- Lehrstuhl Werkstoffkunde und Technologie der Metalle, Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Deutschland
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Raymund E. Horch
- Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Deutschland
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Ulrich Kneser
- Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Deutschland
| Published: | September 10, 2013 |
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Einleitung und Ziele: In dieser Studie sollen mittels arteriovenöser Gefäßschleife axial vaskularisierte bioartifizielle Knochenkonstrukte in einen critical sized Femurdefekt gestielt transplantiert werden. Ziel dieser Studie ist die Untersuchung der Durchblutung, Knochenbildung sowie der Durchbauung des Femurdefektes im Langzeitverlauf.
Material und Methoden: Zunächst erfolgte in Gruppe A die Implantation einer arteriovenösen Gefäßschleife in eine perforierte custom-made Titankammer mit integrierter Plattenosteosynthese. Die Titankammer war gefüllt mit einer Hydroxyapatit/Beta-Tri-Kalziumphosphat Knochengranulamatrix, welche mit Fibrin sowie 60µg/ml BMP2 und 5x106 MSCs versetzt worden war. In Gruppe B erfolgte die Matriximplantation in die Titankammer ohne zusätzliche Gefäßschleife. 6 Wochen nach initialer Operation wurde die Titankammer in den Femurdefekt am selben Bein transplantiert und mit Schrauben fixiert, in Gruppe A gestielt an der arteriovenösen Gefäßschleife. In Gruppe C erfolgte die Implantation der Knochenmatrix ohne den Zusatz von BMP2 und MSCs und in Gruppe D ein Leerdefekt als Kontrollgruppe. 12 Wochen nach Transplantation erfolgte die Explantation der Konstrukte sowie die histologische, morphometrische und molekularbiologische Untersuchung.
Ergebnisse: Nach 12 Wochen zeigte sich die Vaskularisation in allen Gruppen ausgeglichen, lediglich in Gruppe D war aufgrund der Generierung von vaskularisiertem Bindegewebe eine erhöhte Gefäßanzahl nachweisbar. Bezüglich der Knochenbildung konnte nach 12 Wochen eine signifikant erhöhte Knochenbildung in der AVL Gruppe A im Vergleich zur selben Gruppe ohne AVL (Gruppe B) sowie den Gruppen C und D nachgewiesen werden. In Gruppe A zeigte sich in der Mehrzahl der Konstrukte (8 von 11) nach 12 Wochen eine knöcherne Durchbauung am proximalen Femurstumpf, während in Gruppe B bei nur 3 von 7 Tieren und in den Gruppen C und D bei keinem Tier in diesem Bereich eine Durchbauung gezeigt werden konnte.
Diskussion: Diese Studie zeigt die erfolgreiche Transplantation eines axial vaskularisierten bioartifiziellen Knochenkonstruktes in einen critical sized Femurdefekt der Ratte. Durch den Einsatz der erhaltenen axialen Vaskularisation durch die arteriovenöse Gefäßschleife konnte eine erhöhte Knochenbildung und verbesserte Defektüberbrückung nachgewiesen werden. Die perforierte Titankammer erlaubte zudem eine Beschleunigung der Vaskularisation vor der Transplantation sowie die Integration der Plattenosteosynthese in das Kammerdesign.
