Optimierung der Regeneratkonsolidierung bei der Kallusdistraktion durch lokale Applikation von Wachstumsfaktoren - tierexperimentelle Untersuchungen mit bildgebenden, biomechanischen, histologischen und ultraschallmikroskopischen Untersuchungsverfahren

Abstract

Zielsetzung: In der Studie sollte überprüft werden, ob lokal applizierte Wachstumsfaktoren die Knochenheilung bei der Distraktionsosteogenese optimieren. Material und Methoden: Die linken Tibiae von 28 Schafen wurden mittels unilateralen Fixateur um 30 mm mittdiaphysär verlängert (1mm/d). Es erfolgte ein definierter Periostdefekt im Osteotomiebereich. Nach Abschluss der Distraktionsphase wurde ein zweiter operativer Eingriff durchgeführt. Randomisiert wurden 4 Gruppen zu je 7 Schafen mit folgenden Therapien gebildet: Gruppe A: Behandlung mit einer unbeschichteten PDLLA-Membran über der Distraktionsstrecke (Kontrollgruppe); B:IGF-I/TGF-ß1-beschichtete Membran (100 μg IGF-I/20 μg TGF-ß1); C: autologe Spongiosaplastik im Bereich der Distraktionsstrecke; D: Kombination aus B und C. Nach Abschluss der Konsolidierungsphase (60 d) fanden biomechanische, röntgenologische, computertomografische, histologische, mikroradiografische und ultraschallmikroskopische Untersuchungen statt. Ergebnisse: Bei allen Untersuchungen ergab die Kontrollgruppe schlechtere Werte als in den Gruppen B, C, D. Das aus den CT-Daten ermittelte Elastizitätsmodul ergab eine signifikante Regression mit der Versagenslast der verlängerten Tibiae (R²=0,632p=0,008). In den biomechanischen Tests (4-Punkt-Biegetest) zeigte die Gruppe D höhere Versagenslasten im Vergleich zu Gruppe B und C. Im Vergleich zur Kontrolltibia wurde für diese Gruppe auch die höchste prozentuale Versagenslast ermittelt (Gruppe A 21,1%, B 53,2%, C 44,6%, D 74,6%). Es bestand eine signifikante Regression der Versagenslast mit der Behandlungsmethode (R²=0,58, p<0,001). Histologisch erscheint die Knochenheilung der Behandlungsgruppen B und D weiter ausgeprägt im Vergleich zur Gruppe C. In der ultraschallmikroskopischen Untersuchung ergab eine Kombination aus morphologischen und akustischen Parametern einen Regressionskoeffizienten mit der Versagenslast von R² = 0,86. Schlussfolgerungen: Die applizierten Wachstumsfaktoren beschleunigten die Knochenheilung und zeigten im Vergleich zum Standard, der autologen Spongiosaplastik, gleichwertige bzw. bessere Ergebnisse. Die Kombination beider Verfahren erzielte die besten Ergebnisse. Hierbei korrelieren die biomechanischen Ergebnisse mit den bildgebenden Verfahren. Die PDLLA-Membran ist geeignet, Wachstumsfaktoren lokal in ausreichender Dosierung freizusetzen.