Der Effekt von BMP-2 auf die Osteogenese und Angiogenese nach Osteotomie an der Tibia : eine experimentelle Untersuchung am Rattenmodell

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2015

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-14236

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Ziel der vorliegenden Studie ist die Untersuchung des Einflusses von BMP-2 auf die Frakturheilung und auf die Angiogenese in einem Ratten-Osteotomiemodell. Hierfür sind bei insgesamt 36 Ratten die Tibiadiapyhse osteotomiert und mittels eines intramedullären Implantats osteosynthetisch versorgt worden. Bei 18 Tieren ist eine zusätzliche Applikation eines rh-BMP-2-getränkten Kollagenschwamms auf die Osteotomie erfolgt, bei den restlichen 18 Kontrollgruppen-Tieren ist dieses Kompositimplantat nicht verwendet worden. Nach 3, 14 und 42 Tagen postoperativ sind mittels Volumencomputertomografie Nativ-, Volumen- und Perfusionsscans durchgeführt und zu diesen Tagen jeweils 12 Tiere euthanasiert worden. Die Tibiae sind entnommen und einer histomorphologischen, detailhistologischen bzw. immunhistologischen Untersuchung zugeführt worden. Die statistische Auswertung der Scans ergibt eine signifikant beschleunigte Knochenheilung der BMP-Gruppe gegenüber der Kontrollgruppe. Histologisch kann mittels Gefäßauszählung eine signifikante Steigerung der Kapillardichte vom 3. zum 14. Tag mit darauffolgender Senkung zum 42. Tag gemessen werden. Im Vergleich mit der Kontrollgruppe wird eine signifikante Erhöhung des Gefäßaufkommens in der BMP-Gruppe am 3. und 14. postoperativen Tag gemessen. Der Vergleich der beiden Gruppen am 42. Tag weist keine signifikanten Unterschiede auf. Durch die Histomorphometrie kann in der BMP-Gruppe ein signifikant erhöhter Anteil von neuem Knochen mit Betonung des äußeren Osteotomiebereichs nachgewiesen werden. Demgegenüber werden signifikant erhöhte Bindegewebs- und Knorpelanteile in der Kontrollgruppe gemessen. Weiterhin kann eine verstärkte Kallusbildung an der ventralen Tibiaseite nachgewiesen werden sowie ein höheres Gefäßaufkommen dorsal. Wird die Gefäßmenge mit der Kallusfläche ins Verhältnis gesetzt, resultiert daraus eine erhöhte Gefäßdichte an der dorsalen Tibia. Die VCT-Methode ist aufgrund des limitierten Auflösungsvermögens von 45µm nicht in der Lage, die Blutgefäße am Osteotomiespalt darzustellen. Zusammenfassend kann in diesem Osteotomiemodell gezeigt werden, dass BMP-2 einen angiogenen und osteoinduktiven Effekt besitzt, der zu einer beschleunigten Frakturheilung führt.

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