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Extrakorporale Stosswellen induzieren periostale Knochenneubildung in Abhängigkeit von der applizierten Energieflussdichte
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Published: | November 11, 2003 |
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Fragestellung
In den letzten Jahren hat sich die Behandlung von aseptischen Pseudarthrosen mit extrakorporalen Stosswellen etabliert. Für die Wirksamkeit wird eine tierexperimentell gezeigte, durch hochenergetische extrakorporale Stosswellen induzierte Knochenneubildung verantwortlich gemacht. Ziel dieser experimentellen Studie am identischen Tiermodell war die Überprüfung, ob das Ausmaß der Knochenneubildung entsprechend der Höhe der applizierten Energieflussdichte (EFD) der Stosswellen zunimmt und ob es einen Schwellenwert gibt, ab dem es zu einer signifikanten Knochenneubildung kommt.
Methodik
Untersucht wurden 30 Chinchilla-Bastard Kaninchen, die fünf Gruppen (je n=6) zugeteilt wurden. An je einem distalen Femur erfolgte die Stoßwellenapplikation mit unterschiedlichen EFD (Gruppe A: 1,2 mJ/mm2; B: 0,9 mJ/mm2; C: 0,5 mJ/mm2; D: 0,35 mJ/mm2; E: Scheinbehandlung). Appliziert wurden 1500 Impulse bei einer Frequenz von 1 Hz. Die Knochenneubildung wurde mittels Fluoreszenzmarkierung (Oxytetrazyklin) nachgewiesen. Nach 10 Tagen Standzeit erfolgte die Präparation aller Femora (re und li) und die Einbettung in Methylmetacrylat (MMA). Nach Anfertigung von 100 µm dicken Schnitten wurden die maximale Dicke und Ausbreitung der Knochenneubildung im distalen Femur bildanalytisch vermessen. Die Genauigkeit betrug hierbei ±10 µm.
Ergebnisse
Die Untersuchung der Knochenfluoreszenzpräparate zeigt einen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen applizierter EFD der Stosswellen und Ausprägung der periostalen Knochenneubildung innerhalb der Fokuszone. Die mittlere max. periostale Knochenneubildung betrug im Fokus der Stosswelle in Gruppe A 710 µm (p<0,05), in B 221 µm (p<0,05), in C 150 µm (p<0,05), in D 13 µm und in der scheinbehandelten Gruppe 5 µm. Als Schwellenwert für eine signifikante periostale Knochenneubildung wurde eine EFD zwischen 0,35 und 0,5 mJ/mm2 ermittelt.
Schlussfolgerung
Nach extrakorporaler Stoßwellenapplikation kommt es in Abhängigkeit von der applizierten EFD am behandelten Kaninchenfemur zu einer gegenüber dem physiologischen Ausmaß signifikant gesteigerten periostalen Knochenneubildung. Eine EFD von 0,5 mJ/mm2 zeigt dabei bereits eine signifikante Knochenneubildung. Dies lässt darauf schließen, das die zur Behandlung von Pseudarthrosen effektiven Dosen niedriger sein können, als bisher in der Literatur angegeben. Dadurch lassen sich Nebenwirkungen auf Knochen und umgebendes Weichteilgewebe reduzieren.