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Nachweis von Lymphgefäßen am Interface von Knochenersatzmaterialien im experimentellen Osteoporose-Frakturmodell der Ratte
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Veröffentlicht: | 23. Oktober 2013 |
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Fragestellung: Im gesunden spongiösen und kortikalen Knochengewebe kommen keine Lymphgefäße vor. Erst im Rahmen der Frakturheilung werden Lymphgefäße gebildet, die Gewebedebris und resorbiertes Knochenersatzmaterial vom Interface eines Implantates abtransportieren. Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, ob bei Osteoporose Lymphgefäße im Frakturkallus und am Interface von implantiertem Knochenersatzmaterial vorkommen.
Methodik: In dieser Studie wurden 5 experimentelle Gruppen eines Osteoporose-Frakturmodells der Ratte vergleichend untersucht. Alle Eingriffe sowie die Haltung der Ratten erfolgten unter Einhaltung des Tierschutzgesetztes und wurden vom zuständigen Regierungspräsidium genehmigt. Die Osteoporose wurde durch Ovarektomie und Diät (Calcium- und Phosphatarme Ernährung) induziert. Die Fraktur wurde in der Metaphyse der distalen Femura durch Entfernung eines 3, 4 bzw. 5 mm großen dreieckigen Fragments hervorgerufen. In zwei der experimentellen Gruppen wurde die Fraktur mit a) purem Calciumphosphatzement (CPC) und b) mit einem neu entwickelten Strontium-funktionalisiertem CPC (SrCPC) gefüllt, bei dem in der Prekursor-Mischung Calciumcarbonat (CaCO3) durch Strontiumcarbonat (SrCO3) ersetzt wurde (8,3 wt-% SrCO3, Sr/Ca = 0.123). Die Lymphgefäße wurden durch immunhistochemische Markierung mit dem Antikörper Podoplanin dargestellt. Zur Abgrenzung der Blutgefäße erfolgte eine Perfusion mit einem polymerisierenden Kontrastmittel (Microfil® MV-122, Flow Tech, Carver, MA, USA). Für die statistische Auswertung wurden die nicht-parametrischen Kruskal-Wallis- (H-Test) und Mann-Whitney-Tests (U-Test) verwendet.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Im Frakturkallus von osteoporotischen Ratten wurden neu gebildete Podoplanin-immunpositive Lymphgefäße nachgewiesen. Zum Zeitpunkt 6 Wochen nach Operation waren signifikante Unterschiede in der Anzahl der eingewachsenen Lymphgefäße bei unterschiedlicher Defektgröße zu messen. Defekte von 3 mm und 5 mm Größe enthielten signifikant mehr Lymphgefäße als Defekte mit einer Größe von 4 mm (p = 0,009 für den 3 mm- bzw. p = 0,004 für den 5 mm-Defekt). Auch nach Überbrückung des Defekts mit CPC sowie mit SrCPC wurden Podoplanin-immunpositive Lymphgefäße am Interface des Implantates nachgewiesen. Es lag kein signifikanter Unterschied in der Anzahl der eingewachsenen Lymphgefäße zwischen den beiden verwendeten Knochenersatzmaterialien und dem Leerdefekt gleicher Größe (4 mm) vor.
Im Osteoporose-Rattenmodell können für die Entsorgung von abgebautem Knochenersatzmaterial sowie von Geweberesten aus dem Frakturspalt neben Venen Lymphgefäße verantwortlich sein. Mit dieser Studie wurde erstmals das Vorkommen von Lymphgefäßen im Frakturkallus sowie am Interface von Knochenersatzmaterialien in einem Osteoporose-Tiermodell nachgewiesen.
Gefördert durch die DFG im Rahmen des SFB/TRR 79.