Einfluss von autologem Platelet-Rich-Plasma auf die Osteogenese nach Implantation eines Calciumphosphatbasierten Knochenersatzmaterials (Calcibon® Granules) : Tierexperimentelle Untersuchungen am Bohrlochmodell des Schafes

Abstract

Die Behandlung und Füllung knöcherner Defekte stellt ein häufiges Problem in derOrthopädie, Unfallchirurgie und Zahnmedizin dar. Forschungsgruppen aus aller Weltversuchen deshalb seit Beginn des 20. Jahrhunderts ein künstliches Füllmaterial zufinden, dass den heutigen Goldstandard, die autogene Spongiosaplastik, ersetzensoll und kann.In dieser Studie wurde ein aus autologem Blut gewonnenes plättchenreiches Plasma(Platelet-Rich-Plasma, PRP) mit einem auf Calciumphosphat-basierten Granulat(CaP) kombiniert und nach unterschiedlichen Beobachtungszeiträumen postimplantationem untersucht (makroskopisch, mikroskopisch undhistomorphometrisch).Die Implantation erfolgte in einen standardisierten zylindrischen Bohrlochdefekt imTibiakopf des Schafes. Der geschaffene Defekt hatte dabei einen Durchmesser von12 mm und eine Tiefe von 30 mm. Die 35 weiblichen Merino-Fleischschafe wurdenals Versuchstier gewählt, da die Anatomie und die Geschwindigkeit desKnochenstoffwechsels den menschlichen Gegebenheiten stark ähneln. Die Tierewurden nach verschiedenen Beobachtungszeiträumen unterteilt (Standzeiten: 5Tage, 10 Tage, 6 Wochen, 3 Monate, 6 Monate) und dann wiederum derVersuchsgruppe (CaP kombiniert mit PRP) oder der Kontrollgruppe (CaP) zugeteilt.Bei einigen Tieren wurde der Defekt in situ belassen ( Kontrollgruppe II ,Leerdefekte), um zu überprüfen, ob die körpereigenen Regenerationsfähigkeitenausreichen, den Defekt knöchern zu überbrücken.Die Erschließung der Defektzone erfolgt vom Lagerknochen ausgehend hin zurDefektmitte (zentripetal). Das Zentrum des Defektes ist bereits nach 6 Wochenerreicht. In der Versuchsgruppe startet die Knochenregenration auf einem höherenund aktiveren Niveau als in der Kontrollgruppe. Die Leerdefekte sind zu keinemZeitpunkt knöchern überbrückt (Kontrollgruppe II).Nach sechs Wochen kommt es jedoch zu einer Niveauangleichung desKnochenzuwachses zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe. Diese Ergebnissezeigen, dass das PRP insbesondere in der Frühphase der de-novo-Osteogenesewirksam ist.Auch die histomorphometrischen Ergebnisse untermauern diese Annahme. Nachsechs Wochen Standzeit kann kein Unterschied zwischen der Test- undKontrollgruppe festgestellt werden.Die Experimente konnten über den Zeitraum von sechs Monaten keinen signifikantenVorteil des autologen Thrombozytenkonzentrats (CaP + PRP) im Vergleich zuralleinigen Verwendung des Knochenfüllmaterials (CaP) zeigen.Um die Eigenschaften des PRPs in Bezug auf die Regeneration knöcherner Defektegenauer zu verstehen, sind weitere standardisierte experimentelle Studienerforderlich. Der Einfluss des PRP in der Frühphase der Knochenregeneration solltedabei besondere Beachtung finden und die Kaskade der Wachstumsfaktoren weiterentschlüsselt werden, damit die Ergebnisse verglichen und die Verwendung von PRPauf gesicherten wissenschaftlichen Erkenntnissen beruht. The treatment and filling of bony defects is a very frequent problem in Orthopaedics,Trauma Surgery and Dental Surgery. Since the beginning of the 20th century, groupsof medical investigators from all over the world have been trying to find an artificialreplacement material that can be used instead of the current golden standard, thetransplantation of autologous cancellous bone.In this study, a platelet-rich-plasma (PRP) gained from autologous blood wascombined with a calciumphosphate-based bone substitute (CaP) and examined aftercertain amounts of time after implantation (macroscopical, microscopical andhistomorphometrical examination).The implantation was carried out in a standardized cylindrical drill hole in the tibialplateau of sheep. The produced defect had a diameter of 12 mm and a depth of 30mm. The 35 female sheep ( Merino-Fleischschafe ) were chosen as an animalmodel, because their anatomy and bone metabolism is similar to the one of humanbeings. The sheep were divided into groups with different periods of time ofobservation (5 days, 10 days, 6 weeks, 3 months, 6 months) and then allocated tothe test group (CaP + PRP) or control group (CaP). In some animals the defect wasnot filled to see whether the body s own mechanisms of regeneration are strongenough to bridge the bony defect ( controll group II ).New bone develops from the margin of the defect towards the centre of the implantedCaP-ceramic (centripetal ingrowth). Six weeks after implantation, the centre isreached by newly formed bone. The unfilled defects show no bony bridging at anytime (controll group II).In the test group, the bony regeneration starts on a higher and more active level thanin the control group. Anyway, after six weeks the newly built bone is on the samelevel in both groups, the test- and control group (,leveling ). These results show thatPRP and its mechanisms have an effect in the early stage of regeneration, mainly.The results of the histomorphometrical examinations could not show a differencebetween the test- and controll group after six weeks regarding the bone ingrowth.This emphazises that PRP acts in the early phase of regeneration, too.After a period of six months, the outcome of these experiments cannot show asignificant advantage of the autologous platelet-rich-plasma (PRP + CaP) incomparison with the single use of the bone substitute material (CaP).To get to know more about PRP, its capacity and qualities, more well designed andstandardized studies are to be obtained. Especially, the influence of PRP in the earlystage of bone regeneration should be investigated.