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Fragestellung: Bei Polytraumapatienten, sowie bei der Heilung von isolierten Frakturen (Fx) mit starken Blutungen treten sehr häufig Komplikationen auf. Dies ist vor allem bei älteren Patienten >65 Jahren zu beobachten. Da diese Begleitumstände den klinischen Behandlungsverlauf stark beeinflussen, wurde in dieser Studie der Einfluss vom Alter auf die Knochenregeneration nach Femurfraktur und schwerem Blutverlust untersucht.

Methodik: Je 12 junge (17-26 Wochen) und alte (64-72 Wochen) männliche C57BL/6J-Mäuse pro Gruppe wurden untersucht. Die Fraktur-Gruppe Fx wurde einer Osteotomie nach Anlegen eines externen Fixateurs unterzogen. Die Gruppe THFx erhielt zusätzlich eine Blutdruck-kontrollierte Trauma-Hämorrhagie (35 mmHg über 90 Minuten) und eine Reperfusion mit Ringer-Lösung über 30 Minuten. Die Gruppe Sham bekam nur eine Katheteranlage und einen externen Fixateur. µCT-Scans der Femora wurden in vivo nach 2 Wochen und ex vivo nach 3 Wochen durchgeführt. Es wurden außerdem histologische, sowie biomechanische Untersuchungen vorgenommen. Die statistische Signifikanz wurde auf p<0.05 festgesetzt. Die Analyse der nicht-normalverteilten Daten erfolgte mittels Mann-Whitney-U- bzw. Kruskal-Wallis-Test.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Histologie ergab weniger mineralisierten Knochen im Frakturspalt in alten Tieren der Gruppen Fx (25,41% [1,68]) und THFx (25,50% [4,07]) verglichen mit den Jungen (34,20% [6,36], p=0,003; 34,31% [5,12], p=0,009). Ein schwerer Blutverlust führte weiterhin sowohl in jungen (6,91% [5,08]) als auch in alten Tieren (4,17% [1,42]) zu mehr Knorpel im Vergleich zu Tieren nur mit Fraktur (2,45% [1,04], p=0,004; 2,95% [1,12], p=0,032). In alten Tieren (11,37/nm² [17,17]) waren im Gegensatz zu den jungen Mäusen mit einer isolierten Fraktur (33,6/nm² [8,83]) weniger Osteoklasten vorhanden (p=0,009), sodass der schwere Blutverlust lediglich in jungen Tieren (16,83/nm² [6,07]) zu einer weiteren Reduzierung der Osteoklastenanzahl führte (p=0,004). Im in vivo µCT konnte nach 2 Wochen ein geringeres Volumen an Knochen, Kortikalis und Callus in alten THFx Tieren (3,14 mm³ [0,64]; 1,01 mm³ [0,04]; 2,07 mm³ [0,57]) verglichen mit den Fx-Tieren (4,29 mm³ [0,74], p=0,008; 1,18 mm³ [0,25], p=0,004; 3,02 mm³ [0,77], p=0,008) festgestellt werden. Nach 3 Wochen ergaben die ex vivo µCT-Scans ebenfalls in alten THFx-Tieren einen reduzierten Kallusanteil (61,18% [13,99]), sowie eine geringe Trabekelanzahl (1,81 mm-1 [0,23]) im Vergleich zu Tieren ohne Blutverlust (68,72% [15,71], p=0,030; 2,06 mm-1 [0,37], p=0,041). In der biomechanischen Testung konnte ein verringertes Elastizitätslimit der alten THFx Mäuse (7,75 N [3,33]) im Gegensatz zu den alten Fx-Tieren (10,24 N [3,32]) herausgestellt werden (p=0,022).

Ein schwerer Blutverlust hat einen stärkeren negativen Effekt im Hinblick auf die Heilung, die Morphometrie und die biomechanischen Eigenschaften zuvor frakturierter Femora in alten verglichen mit jungen Individuen.