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Fragestellung: Ein neues Konzept zur phasenweisen Entnahme von intramedullärem (IM) Knochenmaterial mit einem innovativen Aspirationsgerät, bestehend aus der Möglichkeit zuerst Knochenmark (KM) zu entnehmen gefolgt von iterativem Aufbohren mit Standardbohrern und Aspiration der zerkleinerten Knochenspongiosa (KS) (reaming-aspiration method, R-A-Methode) wird vorgestellt. In dieser Studie wurde untersucht, ob der neue Ansatz, hinsichtlich der Entnahmekapazität, der perioperativen Komplikationen und der osteogenen Kapazität des Knochenmaterials im Vergleich zum Reamer-Irrigator-Aspirator (RIA) 2-System nicht unterlegen ist.

Methodik: Knochenmaterial wurde in vivo aus intakten Femora von 16 Merinoschafen entweder mit dem RIA 2-System (n = 8) oder mit dem neuen Entnahmeverfahren (n = 8) entnommen und das Knochenmaterialgewicht bestimmt. Perioperativ wurden die Auswirkungen der KM-Fettembolie (FE) überwacht. Hierzu wurde die Fettintravasation mittels GURD-Tests quantifiziert, die koagulopathische Reaktion mit der D-Dimer-Blutspiegelkonzentration und die pulmonalen FE mittels histologischer Auswertung des Lungengewebes evaluiert. Die osteogene Kapazität des Knochenmaterials wurde einerseits in vitro durch die Messung der Konzentrationen von Wachstumsfaktoren und für die Osteogenese relevanten Entzündungszytokinen mittels ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay)-Verfahren bestimmt. Andererseits erfolgte die direkte subkutane Implantation des frisch und unter sterilen Kautelen im Schaf geernteten Knochenmaterials, welches zusätzlich in biologisch abbaubaren 3D-gedruckten Scaffolds eingebracht wurden, in einem ektopen Modell in partiell immunkompromittierten Ratten (n = 2).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Mit dem neuartigen Aspirator (KM-Entnahme) in Kombination mit der R-A-Methode (KS-Entnahme) wurde eine ähnliche Menge an Transplantatmaterial gewonnen wie mit dem RIA 2-System. Das entnommene Transplantatmaterial enthielt in beiden Gruppen detektierbare Konzentrationen an Wachstumsfaktoren und Zytokinen. Der GURD-Test wies keinen Unterschied in der Gesamtzahl und der durchschnittlichen Größe der intravasierten Fettpartikel (p = 0,13 bzw. p = 0,98) nach. Die Auswirkungen auf die D-Dimer-Konzentrationen und das Ausmaß der Fettembolien im Lungengewebe unterschieden sich nicht zwischen den Gruppen (p = 0,65 bzw. p = 0,17). Im in vivo Rattenmodell wurde die Bildung von neuem (Knochen-)Gewebe wurde durch das xenotransplantierte Knochenmaterial beider Gruppen gefördert.

Der Prototyp des Aspirators, der keine Spülflüssigkeit im Zuge seiner Anwendung benötigt und zur isolierten KM Entnahme als auch im Rahmen der R-A Methode eingesetzt werden kann, wies sowohl eine ähnliche Entnahmekapazität als auch eine ähnlich geringe FE-Komplikationen im Vergleich zum RIA-2-System auf. Ferner zeigte sich das durch die innovative Technologie zur IM Knochenmaterialentnahme entnommene Transplantatmaterial in In-vitro- und In-vivo-Testungen im Vergleich zum RIA 2-System nicht unterlegen hinsichtlich der Knochenregenerationskapazität.