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Fragestellung: Ischämie ist einer der Hauptrisikofaktoren für eine verzögerte Frakturheilung aufgrund einer verminderten Versorgung des Kallusgewebes mit Sauerstoff und Nährstoffen. In diversen Studien konnte bereits nachgewiesen werden, dass Sildenafil, ein selektiver Phosphodiesterase-5-Inhibitor, die Blutversorgung und Knochenheilung durch Stimulation angiogener und osteogener Wachstumsfaktoren verbessert. Allerdings wurde die Wirkung von Sildenafil auf den Knochenstoffwechsel und die Frakturheilung bisher nur unter physiologischen Bedingungen untersucht. Daher war es unser Ziel, den Einfluss von Sildenafil auf die Frakturheilung in einem Ischämiemodell der Maus zu untersuchen.

Methodik: Insgesamt wurden für diese Studie 52 CD-1 Mäuse untersucht. Die Induktion einer milden Ischämie erfolgte durch eine doppelte Ligatur der Arteria profunda femoris an der rechten unteren Extremität. Daraufhin wurde das rechte Femur geschlossen frakturiert und durch eine intramedulläre Zugschraube osteosynthetisch versorgt. Den Mäusen (n=26) wurden täglich 5mg/kg Körpergewicht Sildenafil per os appliziert. Die Kontrollgruppe (n=26) erhielt täglich eine äquivalente Menge Natriumchlorid per os. 2 und 5 Wochen postoperativ wurden biomechanische, histomorphometrische, radiologische (Röntgen und Micro-Computertomograhpie) sowie proteinbiochemische Untersuchungen durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Sowohl 2 als auch 5 Wochen postoperativ zeigte sich nach Behandlung mit Sildenafil ein geringerer Knochenanteil am Gesamtkallusvolumen in den CT-graphischen Untersuchungen. Zudem konnte eine geringere Trabekelanzahl und Trabekeldicke sowie ein vermehrter Trabekelabstand festgestellt werden. Darüber hinaus war in der histomorphometrischen Untersuchungen nach 2 und 5 Wochen ein etwas geringerer Knochenanteil und damit erhöhter Knorpel- und Bindegewebsanteil der Sildenafil-Gruppe sichtbar. In den proteinbiochemischen Analysen zeigte sich unter Gabe von Sildenafil eine vermehrte Expression sowohl osteogener (BMP-2 und BMP-4 (Bone morphogenetic Protein 2 und 4) und Cyr-61 (Cystein-rich protein 61)) als auch angiogener (VEGF (Vascular endothelial growth factor) und CD31 (Cluster of differentiation 31)) Faktoren. Ebenso zeigte sich die Expression von RANKL (Receptor activator of NF-kappaB ligand) signifikant erhöht bei gleichzeitig verminderter Expression von OPG (Osteoprotegerin).

Zusammenfassend konnten die Untersuchungen nachweisen, dass Sildenafil die Frakturheilung unter Ischämiebedingungen beeinträchtigt.