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Fragestellung: Strukturelle Veränderungen der knöchernen und knorpeligen Endplatten (EP) werden im Rahmen der Degeneration der Bandscheibe (BS) häufig beobachtet. Trotz zahlreicher Studien bleibt der funktionelle Zusammenhang nicht gesichert. Eine mögliche Ursache für die Entwicklung von BS-Degeneration ist die Verschlechterung der BS-Ernährung über die EP bedingt durch EP-Sklerose. Neueste Kadaver-Studien legen nahe, dass hierbei regionale Unterschiede der Sklerose eine Rolle spielen, wobei der zentralen EP-Region die wichtigste Rolle für die BS-Ernährung beigemessen wird. Um diese Zusammenhänge standardisiert am Tiermodell untersuchen zu können war das Ziel der Studie die Etablierung eines neuen mikroCT Analysemodells der EP-Region am Minipig Großtiermodell.

Methodik: Zur Etablierung der Methodik wurden n=12 lumbale EP ausgewachsener Göttinger Minipigs (~70 Kg) analysiert. Es wurden komplette Segmente untersucht bestehend aus BS mit caudaler und cranialer knorpeliger und knöcherner EP sowie Wirbelkörperspongiosa. Im verwendeten Tiermodell resultiert auf Grund von axialen Muskelvektoren bei ähnlichem Gewicht im Vergleich zum Menschen trotz des Vierfüßlergangs eine biomechanisch ähnliche Belastung der BS und EP. Zur morphologischen und quantitativen Analyse der knorpeligen und knöchernen EP sowie des korrespondierenden subchondralen Knochens erfolgte eine mikroCT Analyse mittels Erstellung standardisierter 3-dimensionaler Volumes of Interest (VOI) im a) direkt der BS angrenzenden EP-Bereich und b) im BS-ferneren EP-Bereich des subchondralen Knochens. Zur Überprüfung möglicher regionaler Unterschiede erfolgte ein Vergleich zentraler VOIs gegenüber peripher gelegten VOIs. Es erfolgte die Bestimmung der Hauptparameter Total Bone Volume (BV), Tissue Volume (TV) und der Ratio BV/TV. Als weitere Parameter wurden Bone surface (BS), Connectivity density (CD) und Trabecular thickness (Tr.th.) zur genaueren Charakterisierung der Knochenmorphologie validiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: BV/TV konnte als indirektes Maß für den Anteil an kalzifiziertem Knochen etabliert werden und erlaubte die quantitative Beurteilung der EP-Sklerose. Im Übergangsbereich zur BS zeigte sich caudal der BS in der zentralen Endplattenregion sig. (p=0,004) weniger Sklerose (BV/TV=91) als peripher (99) während cranial der BS kein sig. Unterschied erkennbar war. BS/TV und CD zeigten zentral im Vergleich zu peripher sowohl caudal als auch cranial sig. höhere Werte (p<0,05); Tr.th. zeigte zentral sig. niedrigere Werte (p<0,01).

Im subchondralen Knochen zeigte sich sig. weniger EP-Sklerose als im Übergangsbereich zur BS (caudal: 93,9%, p=0,002; cranial: 91,5%, p=0,001).

Zusammenfassend konnte eine einfache und reproduzierbare Methode zur differenzierten EP-Analyse etabliert werden. Regionale Unterschiede der EP-Sklerose am porcinen Großtiermodell legen nahe, dass die zentrale Region der caudalen EP - bedingt durch weniger Sklerose - besonders bedeutsam für die BS-Ernährung ist.