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Fragestellung: Mittlerweile stehen uns eine Vielzahl verschiedener Mausmodelle zur Untersuchung der molekularen Mechanismen der Knochenheilung zur Verfügung. Jedoch sind die einzelnen Modelle nicht ausreichend charakterisiert und unterscheiden sich wesentlich in der Art des Heilungsprozesses. Ziel der Studie war es daher, den Einfluss der Osteotomie im Vergleich zur offenen Fraktur auf die Mechanismen der Knochenheilung im Mausmodell zu untersuchen.

Methodik: Insgesamt wurden 40 CD-1 Mäuse untersucht. Bei allen Mäusen wurde das Femur offen über einen lateralen Zugang mittels intramedullärer Zugschraube stabilisiert. In der Frakturgruppe (n=20) erfolgte die Frakturierung standardisiert mittels stumpfer Guillotine. In der Osteotomiegruppe (n=20) wurde ein definierter Osteotomiespalt mittels Gigly-Säge angelegt. Die Auswertung erfolgte jeweils nach zwei und fünf Wochen postoperativ mittels histomorphometrischer (n=16), radiologischer (µCT) (n=8), biomechanischer (n=16) sowie durch Western-blot (n=8) Analysen.

Ergebnisse: Zwei Wochen postoperativ zeigte sich nach Osteotomie ein signifikant verminderter Knochenanteil in Bezug zur Gesamtkallusfläche im Vergleich zur Frakturgruppe (2,5±0,5mm² vs. 4,6±0,72mm²; p<0,04). Im Gegensatz dazu war der Anteil an Knorpelgewebe signifikant erhöht (3,7±0,4mm² vs. 2,2±0,5 mm²; p<0,04). Auch fünf Wochen postoperativ konnte deutlich mehr Knorpelgewebe in der Osteotomiegruppe nachgewiesen werden, was zusammen mit der größeren Kallusfläche für einen verzögerten Remodelingsprozess nach Osteotomie spricht (7,8±0,9mm² vs. 4,6±0,7mm²; p<0,02).

Vergleichbare Ergebnisse fanden sich auch in der µCT-Analyse, welche einen signifikant geringeren Anteil an neugebildeten Knochen nach Osteotomie (Bonevolume/Tissuevolume: 21.9±0,4% vs. 29,5±2,5%; p<0,02) zeigte.

Sowohl nach zwei (0,5±0,1% vs. 6,0±1,9%; p<0,01) als auch nach fünf Wochen (13,2±2,0% vs. 56,2±13,0%; p<0,01) postoperativ war die Biegesteifigkeit nach Osteotomie im Vergleich zur Frakturgruppe signifikant geringer.

Die Western-blot-Analysen zeigten in der Osteotomiegruppe eine vermehrte Expression der angiogenen Wachstumsfaktoren CYR61 und VEGF.

Schlussfolgerung: Zusammenfassend konnten wir zeigen, dass eine offene Osteotomie, trotz vergleichbaren Weichteiltraumas und identischen Osteosyntheseverfahren, wahrscheinlich bedingt durch eine Verletzung des Periostes zu einer Beeinträchtigung der Knochenheilung führt. Dies sollte bei Verwendung eines solchen Modells für Studien zur Untersuchung der Knochenheilung berücksichtigt werden.