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Fragestellung: Nach größeren orthopädischen Eingriffen ist das Thrombembolierisiko massiv erhöht. Um diese Risiko zu senken, besteht aktuell die Möglichkeit zur Verwendung von herkömmlichen niedermolekularen Heparinen (NMH) oder neuen oralen Antithrombotika. Wie in zahlreichen Studien belegt wurde, zeigen NMH in der Langzeittherapie die Induktion einer Osteopenie durch eine Wechselwirkung mit Osteoblasten und damit eine direkte Auswirkung auf die Knochenheilung. Diese kann sich zu einer Osteoporose und einem erhöhten Risiko für pathologische Frakturen einhergehen. Über die Wirkung der neuen oralen Antithrombotika auf humane mesenchymale Stammzellen (hMSC), als Vorläuferzellen der Osteoblasten gibt es bisher keine Studien.

In der vorliegenden Studie soll untersucht werden, ob Rivaroxaban (Xarelto^®) und Enoxaparin unterschiedliche Wirkung auf hMSC haben und ob eine Modulation der Migration, Proliferation und Differenzierung zu beobachten ist. Hat Rivaroxaban einen Einfluss auf die knöcherne Heilung? Die Ergebnisse wurden mit einer Leer-Probe verglichen.

Methodik: Es wurden Knochenmarkszellen von gesunden Spendern aus einer elektiven Hüftoperation verwendet.

Da die Knochenheilung mit einer Zellmigration von hMSC beginnt, wurde eine Evaluation der Zellmigration unter Einfluss von 1.Rivaroxaban, 2.Enoxaparin und 3.einer Leerprobe durchgeführt.

Zusätzlich wurden die Effekte der 3 Gruppen auf hMSC während der osteogenen Differenzierung in verschiedenen Konzentrationen (inklusive der therapeutischen Konzentration) miteinander verglichen. Es erfolgte die Bestimmung der Zellzahl/Proliferation, die Bestimmung von Oberflächenrezeptoren via Durchflusszytometrie und die Auswertung der Kalzifizierung.

Ergebnisse: Migration: Enoxaparin erhöhte konzentrationsabhängig das Migrationspotential von hMSC im Gegensatz zu Rivaroxaban.

Proliferation/Zellzahl: Während hoch dosiertes Enoxaparin zu einer signifikanten Proliferationssteigerung der MSC während der frühen Differenzierung führte, zeigte Rivaroxaban keinen Einfluss auf das Zellwachstum.

Differenzierung: Durch Enoxaparin, im Gegensatz zu Rivaroxaban, wurde die Expression des für die osteogene Differenzierung wichtigen Integrins CD49e sowie CD10 signifikant reduziert.

Kalzifizierung: Konzentrationsunabhängig führte Enoxaparin, im Gegensatz zu Rivaroxaban, zu einer signifikanten Reduktion der Expression von CD92 als Marker für die Kalzifizierung.

Schlussfolgerung: Wir konnten zeigen, dass Enoxaparin und Rivaroxaban unterschiedliche Effekte auf das Migrationspotential, auf die Proliferation, Differenzierung und Kalzifizierung von hMSC vor und während der osteogenen Differenzierung zeigen.

Zusammengefasst beeinflusst Rivaroxaban die frühen Phasen der Knochenheilung weniger als Enoxaparin. Negative Folgen einer Langzeittherapie mit Enoxaparin sind bereits bekannt. Falls sich diese in vitro Effekte in klinischen Studien in Form von verzögerter Knochenheilung bestätigen, wäre die Gabe von Rivaroxaban bei der perioperativen Thromboseprophylaxe zu bevorzugen.