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Fragestellung: Im osteoporotischen Knochen wird Sponiosa abgebaut und neuere Arbeiten zeigen auch ein Ansteigen der Porosität in der Kortikalis. Dadurch nimmt die Festigkeit ab und das Frakturrisiko steigt. In dieser Untersuchung wurde die mechanische Festigkeit von distalen Tibias mit der Querschnittsfläche, der Dicke und der Porosität in der Kortikalis verglichen. Diese Grössen wurden mit klinischen und experimentellen Methoden wie HR-pQCT und µCT sowie mit Histomorphometrie bestimmt, um zusätzlich einen Vergleich der Methoden zu ermöglichen.

Methodik: An der linken Diaphyse der Tibia von elf postmenopausalen Spenderinnen wurden Messungen mittels DXA, HR-pQCT (Voxelgrösse 82 µm) und µCT (36 µm) vorgenommen sowie je 3 histologische Schnitte (Pixelgrösse 3.8 µm) pro Präparat angefertigt und mit Giemsa-Eosin gefärbt. Daran wurden densitometrische, morphologische und histomorphometrische Grössen wie der T-Wert, die Querschnittsfläche, die Dicke und die Porosität der Kortikalis bestimmt. Diese Werte wurden mit der Steifigkeit und des maximalen Drehmomentes der Tibias korreliert. Zur Bestimmung der Steifigkeit und des maximalen Drehmomentes wurden die Tibias auf Torsion bis zum Bruch getestet. Zusätzlich wurde an den histologischen Schnitten die Porosität der Kortikalis in drei radialen Zonen (endostal, zentral und periostal) bestimmt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die postmenopausalen Spenderinnen wiesen ein Durchschnittsalter 74±14 Jahre (Mittelwert±Standardabweichung) und einen T-Wert -2.2±14 auf. Für die Querschnittsfläche wurde beim HR-pQCT ein Wert von 196.7±51.9 mm², beim µCT 192.7±52.7 mm² und in der Histomorphometrie ein Wert von 215.2±38.4 mm² gemessen. Die berechneten Pearson-Korrelationen zur maximalen Drehmoment betrugen 0.74 bis 0.80 bei einem Signifikanzniveau von p<0.01 und zur Steifigkeit mit 0.63 bis 0.76 (p<0.05). Die Dicke der Kortikalis betrug beim HR-pQCT 2.63±0.68 mm, beim µCT 2.49±0.66 mm und bei der Histomorphometrie (4.13±0.87 mm). Die Korrelation zum maximalen Drehmoment war grösser als zur Steifigkeit. Die Porosität in der Kortikalis erreichte beim HR-pQCT 0.49±0.50%, beim µCT 6.56±6.51% und 17.09±10.31% bei der Histomorphometrie und zeigte keine signifikanten Korrelationen zum maximalen Drehmoment oder Steifigkeit. Die histomorphometisch bestimmte Porosität war signifikant höher (p=0.003) als in den beiden CT Methoden. Die endostale Porosität in der Kortikalis war signifikant höher als periostal (p=0.004).

Die Querschnittsfläche von der distalen Tibia zeigten für die maximalen Drehmomente und die Steifigkeit die höchsten Pearson-Korrelationen unabhängig der Methode. Zusammen mit der Anwendbarkeit am Patienten ist das HR-pQCT die Methode der Wahl. Für die Dicke der Kortikalis und der Porosität wurden in der Histomorphometrie signifikant höhere Werte (p=0.003) gemessen, was wahrscheinlich mit der deutlich geringeren Auflösung und dem Teilvolumeneffekt (partial volume effect) zurückzuführen ist.