Ziel dieser Arbeit war es ein Grundlagenmodell für die weitere Erforschung der Osteoporose zu etablieren. Es sollte eine steroidinduzierte, eine postmenopausale, sowie eine senile Osteoporose an ovarektomierten Ratten induziert werden.Es wurden 80 weibliche Sprague Dawley Ratten im Alter von 14 Wochen (Zeitpunkt 0 Monate) in 4 Gruppen eingeteilt, zwei Kontroll- und zwei Testgruppen. Die Kontrollgruppe wurde unterteilt in 1) eine Ausgangsgruppe (n = 10, 0 Monate) und 2) eine Sham-operierte Gruppe (Sham, 3, 12 und 14 Monate; jeweils n = 10). Die Tiere der Testgruppe wurden ovarektomiert und anschließend entsprechend ihrer unterschiedlichen Behandlung eingeteilt: 1) Kalzium- und Vitamin D-arme Diät (OVX + Diät, 3, 12 und 14 Monate; jeweils n = 10) und 2) eine Dexamethason-21- isonicotinat-Behandlung s.c. (OVX + Steroid, 3 Monate; n = 10).Ex vivo wurden folgende biomechanische Analysen an den Knochen der Tiere durchgeführt: 1) Kompressionstests an den Wirbelkörpern Th8 und Th9 zur Kraftmessung, 2) Torsionsprüfungen der rechten Tibia zur Messung der Steifigkeit und des Bruchmoment und 3) Drei-Punkt-Biegungsprüfungen der rechten Femura zur Testung der Biegesteigung und der Bruchkraft.Nach 3 Monaten wies die Kompressionskraft von Th8 und Th9 zwischen Sham- und Diät- (Th8 p = 0,002 und Th9 p < 0,001) bzw. zwischen Sham- und Steroid-Gruppe (Th8 p = 0,011 und Th9 p = 0,006) signifikante Unterschiede auf. Im weiteren Verlauf der Versuchsreihe verminderte sich die Kraft der Sham-Gruppe jeweils nicht signifikant. In der Diät-Gruppe sank die Kraft bei Th8 nach 12 Monaten signifikant ab (p < 0,001).In der Torsionsprüfung war nach 3 Monaten Standzeit die Steifigkeit tendenziell und das Bruchmoment zwischen Sham- und Diät-Gruppe (p = 0,013) signifikant verringert. Von 3 auf 12 Monate sank die Steifigkeit der Sham-Gruppe gering (12 Monate p = 0,954). Das Bruchmoment verringerte sich bis zum 12. Monat signifikant (p = 0,017), danach nur noch minimal. In der Diät-Gruppe kam es von 3 auf 12 Monate zu signifikanten Differenzen beider Parameter (Steifigkeit p = 0,012 und Bruchkraft p = 0,014). Nach weiteren 2 Monaten war der weitere Unterschied nur noch gering.In der Drei-Punkt-Biegeprüfung kam es nach 3 Monaten bei der Bruchkraft zu signifikant ansteigenden Abweichungen zwischen Sham- und Diät- (p = 0,011) bzw. Sham- und Steroid-Gruppe (p < 0,001). Die Biegesteigung war zwischen Sham- und Steroid-Gruppe (p = 0,029) signifikant erhöht. Beide Parameter der Sham-Gruppe stiegen von 3 auf 12 Monate an (Steigung p < 0,001 und Bruchkraft p = 0,265). Nach weiteren 2 Monaten sanken beide Werte nicht signifikant ab. In der Diät-Gruppe kam es von 3 auf 12 Monate zu signifikanten Differenzen beider mechanischen Parameter (jeweils p < 0,001). Von 12 auf 14 Monate nahmen die mechanischen Parameter nur wenig ab.Die Ovarektomie mit Diät nimmt einen negativen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der spongiösen Wirbelkörper und der kortikalen Knochen der Ratte. Der osteoporotische Knochenstatus wurde bei den Tieren in den spongiösen Knochen bereits nach 3 Monaten Behandlung induziert (Kompressionstest). Bei den kortikalen langen Röhrenknochen hingegen manifestiert sich die Osteoporose erst 12 Monate nach Ovarektomie und Diätgabe (Torsionstest und Drei-Punkt-Biegeprüfung). Die Steroidgabe erzielte nicht den gewünschten negativen Effekt auf die Knochen. Dementsprechend kann das beschriebene Tiermodell verwendet werden, um weitere Untersuchungen zur osteoporosebedingter Frakturheilung, auch in Kombination mit neuen Biomaterialien oder Implantaten, durchzuführen.
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