dc.contributor.author
Weber, Hauke
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:29:20Z
dc.date.available
2010-10-18T07:59:49.116Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/10551
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-14749
dc.description.abstract
Trotz verbesserter medizinischer Versorgung und intensiver Forschungsarbeit
weisen auch heutzutage noch einige Patienten Heilungsstörungen bei Frakturen
auf (Haas, 2000). Im Rahmen dieses Projektes wurde ein kritisch-scherweicher
Fixateur externe entwickelt, der mechanische Bedingungen erzeugt, deren
Größenordnung in der Klinik zu Heilungsstörungen führt. Ziel des vorliegenden
Projektes war es, die histologischen Veränderungen im Verlauf einer
verzögerten Frakturheilung zu charakterisieren. Es wurde erwartet, dass es
innerhalb der neunwöchigen Heilung zu keiner knöchernen Überbrückung des
Osteotomiespaltes kommt und dass die Vaskularisierung des Kallus im Vergleich
zu einer ungestörten Heilungssituation verändert ist. Die Knochenheilung wurde
mit Fokussierung auf die Entwicklung des sogenannten weichen Kallus, bestehend
aus Binde- und Knorpelgewebe nach unterschiedlichen Standzeiten der Tiere
histologisch, immunhistochemisch sowie histomorphometrisch untersucht. Hierzu
erfolgte an 32 Schafen eine standardisierte Tibiaosteotomie der rechten
Hintergliedmaße mit Distraktion der Fragmente um 3 mm. Die Tiere wurden
randomisiert in vier Gruppen zu je acht Tieren eingeteilt. Am Ende der
jeweiligen Standzeiten (zwei, drei, sechs und neun Wochen post operationem)
erfolgte die Euthanasierung der Schafe. Wie erwartet konnte innerhalb des
neunwöchigen Untersuchungszeitraumes histologisch bei keinem der Tiere eine
knöcherne Überbrückung des Osteotomiespaltes festgestellt werden. Der Kallus
hatte bis zum Dreiwochenzeitpunkt einen überwiegend bindegewebigen Charakter,
was nach Aussagen von Augat et al. (2003) als Indikator für eine ineffektive
Heilung gilt, und stellte sich erst sechs Wochen post OP überwiegend knorpelig
dar. Die histomorphometrischen Ergebnisse zeigten eine verzögerte und
verlängerte chondrale Phase. Das Vorkommen an Hämatom war zum Anfang der
Untersuchung über die gesamte Breite des Osteotomiespaltes stark ausgeprägt
und erreichte sein Maximum zum Zweiwochenzeitpunkt. Grund hierfür war
wahrscheinlich die immer wiederkehrende Ruptur der neu gebildeten Blutgefäße
bedingt durch die immense Instabilität der Fixation. Zu den späteren
Untersuchungszeitpunkten hingegen waren nur noch spärliche Reste dieses
Hämatoms vorhanden. Die Gefäßdichte im Kallus zeigte einen stetigen Anstieg
bis zum Sechswochenzeitpunkt. Im Vergleich zu den Ergebnissen einer
vorangegangen Studie mit optimalen Heilungsbedingungen (Lienau et al., 2005)
trat die maximale Gefäßdichte im Kallus deutlich verzögert auf. Die hohen
interfragmentären Bewegungen, induziert durch die Osteotomie-Stabilisierung
mittels des scherweichen Fixateur externe, scheinen also die Vaskularisierung
des Kallus zu behindern, welches zu einer verzögerten Frakturheilung führt.
Für die Zukunft wäre es interessant, das sich bildende Kallusgewebe im Verlauf
einer verzögerten Frakturheilung molekularbiologisch zu untersuchen, um eine
differentielle Expression von Wachstumsfaktoren im Vergleich zu einer
ungestörten Frakturheilung zu identifizieren. Desweiteren wäre es denkbar,
eine mechanisch induziert verzögerte Frakturheilung durch biologische
Maßnahmen zu stimulieren, wie etwa durch eine Beschichtung der Pins oder das
Applizieren von Wachstumsfaktoren o.ä. direkt in den Osteotomiespalt, um den
Heilungsverlauf der Osteotomie positiv zu beeinflussen.
de
dc.description.abstract
Despite advances in the field of orthopaedic research, delayed healing and
non-union still occur (Haas, 2000). In this study, an unstable external
fixator with high rotational instability was used that allowed
interfragmentary movements for a 3 mm gap comparable to those in patients
showing compromised bone healing. The aim of the present study was to
histologically characterize the different stages of bone healing that occur in
this mechanically induced delayed healing model. The hypothesis was that there
would be no complete bony bridging of the osteotomy gap after a nine weeks
healing period. Furthermore, it was expected that there would be a difference
in the vascularization of the callus in comparison to a standard healing
situation. Therefore, 32 sheep received a mid-shaft osteotomy of the right
tibia (3 mm gap) which was stabilized with the mechanically unstable external
fixator. The animals were randomly divided into four groups (n=8 each) with
different healing time periods (2, 3, 6 and 9 weeks). After sacrifice, the
callus tissue was analyzed by histology/histomorphometry and
immunohistochemistry with focus on the development of the soft callus composed
of fibrous and cartilaginous tissue. According to the hypothesis, no complete
bony bridging of the osteotomy gap was observed by week 9. Three weeks after
surgery, the callus was mainly composed of fibrous tissue which may be an
indicator for an ineffective healing process (Augat et al., 2003), whilst
cartilage was one of the main tissue components at week 6 and 9.
Histomorphometrical analysis demonstrated a delayed and prolonged chondral
phase. Furthermore, there was a prolonged presence of large remnants of the
hematoma in the osteotomy region until day 21 which may have been caused by a
rupture of newly formed blood vessels due to the instability. The blood vessel
density (number/mm² fibrous tissue) showed a steady increase over the healing
period. The maximum density was clearly lower when compared to the blood
vessel density of the callus in a standard healing situation of a previous
study (Lienau et al., 2005). The high interfragmentary movements induced by
the rotationally unstable external fixator in this study may have disturbed
the vascularisation of the callus and therefore the healing progress. In
future studies it would be interesting to analyze the callus tissue during
delayed and standard bone healing on a molecular level in order to identify
differential expression patterns of e.g. cytokines and growth factors. Further
studies may also clarify if the local application of biological mediators in
this mechanically induced compromised bone healing model would lead to an
enhancement of the healing process.
en
dc.format.extent
V, 106 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
fracture fication
dc.subject
bone fractures
dc.subject
experimental surgery
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
Analyse der Entwicklung des weichen Kallus während einer verzögerten
Frakturheilung im Schafmodell
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. Karl Dietrich Weyrauch
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. Georg Duda
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. Leo Brunnberg
dc.date.accepted
2010-04-14
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000019262-9
dc.title.translated
Histological analysis of the development of the soft callus during delayed
bone healing in a sheep osteotomy model
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000019262
refubium.note.author
Mensch und Buch Verlag
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000008339
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access