gms | German Medical Science

Fragestellung: Die erfolgreiche Behandlung von Pseudarthrosen ist weiterhin eine große Herausforderung. Meist sind mehrere Revisionsoperationen und der Einsatz von antibiotikahaltigen Knochenersatzstoffen notwendig, um eine knöcherne Konsolidierung und ggf. eine Eradikation des Infekts zu erzielen. Eine Förderung der Frakturheilung durch die lokale Applikation von synthetischen Knochenersatzstoffen in Kombination mit systemischer Parathormon (PTH)-Gabe konnte bereits nachgewiesen werden. Ob dies jedoch auch für die häufig mit Hypovaskularistation und Infektituation einhergender pseudarthrotischer Knochenheilung gilt, ist bisher ungeklärt.

Ziel dieser Studie ist es den Einfluss von Gentamicin-haltigem Calciumhydroxylapatit, kombiniert mit der systemischen Gabe von PTH, auf die Knochenheilung an einem zweizeitigen und realitätsgetreuen Pseudarthrosenmodell am Rattenfemur zu untersuchen.

Methodik: Bei 60 Sprague-Dawley-Ratten (4 Gruppen a 15 Tiere) wurde am linken Femur ein "critical size defect" von 5mm gesetzt. Im Anschluss wurde der Femurschaft mit einem intramedullären K-Draht, im Sinne einer rotationsinstabilen Marknagelosteosynthese, osteosynthetisch versorgt. 5 Wochen postoperativ, nach Nachweis der Pseudarthrose im µ-CT, wurde ein ausgiebiges Debridement der Pseudarthrose, die Metallentfernung des K-Drahtes, sowie eine Reosteosynthese mit einer winkelstabilen Plattenosteosynthese durchgeführt. Bei je 2 Gruppen wurde der Defekt mit Gentamicin-haltigem Calciumhydroxylapatit aufgefüllt bzw. ein Spalt von 5mm als Kontrolle belassen. Die Tiere je einer Therapie- bzw. Kontrollgruppe erhielten nach der 2. Operation täglich subcutan PTH für 6 Wochen.

8 Wochen nach der 2. Operation erfolgte die Euthanasie der Tiere, sowie µ-CT-, mikrobiologische, histologische und biomechanische Auswertungen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die sekundäre Infektionsrate konnte durch das Genamicin zumindest tendenziell reduziert werden. In den µ-CT-Unteruchungen konnte bei beiden Therapiegruppe ein signifikant erhöhtes Knochenvolumen festgestellt werden, wobei die alleinige Gabe von PTH keine osteoinduktive Wirkung erzielen konnte. Immunhistologisch konnte jedoch in den Gruppen mit PTH signifikant mehr CD31 detektiert werden.

Die biomechanischen Torsionsmessungenpost mortem zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen den einzelnen Gruppen.

Eine knöcherne Konsolidierung konnte 8 Wochen postoperativ nicht beobachtet werden. Der osteoinduktive und osteokonduktive Effekt des Gentamicin-haltigen Hydroxylapatits konnte jedoch auch am Pseudarthrosenmodell nachgewiesen werden. Die systemische Gabe von PTH scheint die Neovaskularisation signifikant zu verbessern, ohne das dies, überraschenderweise, mit einer gesteigerten Knochenneubildung einhergeht. Diese Ergebnisse zeigen, dass die zusätzliche Applikation von PTH einen positiven Effekt auf die pseudarthrotische Knochenheilung haben könnte. Um diese Hypothese zu untermauern sind jedoch weiter Untersuchungen und längere Standzeiten notwendig.