Die verzögerte Heilung von Frakturen stellt trotz moderner Osteosyntheseverfahren ein Problem dar. Tibiaschaftfrakturen zeigen bei mehr als 5-10% der Patienten eine verzögerte Heilung und häufig sind operative Reinterventionen notwendig.25 Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Tiermodell für eine biologisch induzierte Pseudarthrose zu etablieren, um die Ursachen der verzögerten Heilung zu erforschen und Therapien zu testen. Dazu wurde die rechte Tibia der Ratten osteotomiert und mit einem Titan-Kirschner Draht intramedullär versorgt. Der Draht war mit der Trägersubstanz Poly(D,L-Laktid) und dem Angiogenesehemmstoff Fumagillin beschichtet. Die Gruppengröße zu den Standzeiten 5, 10 und 28 Tage betrug 8 Tiere und zu den Standzeiten 42 und 84 Tagen 16 Tiere, da neben Histologie und Radiologie eine biomechanische Testung durchgeführt wurde. Als Kontrolle diente eine Versuchsgruppe, deren Implantate nur mit der Trägersubstanz beschichtet waren.43 Auf den Röntgenbildern zeigte sich bis zum 84. postoperativen Tag keine knöcherne Überbrückung des Osteotomiespaltes. Während in der Kontrollgruppe ein hypertropher Kallus zu erkennen war, erschienen die Knochen der Fumagillingruppe weniger reaktiv und hypotroph. Der reaktive Kallus und die Fläche des Knorpels waren in der Fumagillingruppe zu den frühen Zeitpunkten geringer. In der Gefäßdarstellung zeigten sich unter Fumagillin signifikant weniger Gefäße nach 5 und 10 Tagen. Sowohl für die Kontroll- als auch für die Fumagillingruppe ergaben sich in der biomechanischen Testung eine verringerte Steifigkeit und ein verringertes maximales Drehmoment im Vergleich mit der intakten Gegenseite. Die Werte der Kontrollgruppe lagen bis auf das Drehmoment an Tag 42 unterhalb der Werte der Fumagillingruppe. In der histologischen Auswertung zu den späteren Zeitpunkten war der periostale Kallus gegenüber der Kontrollgruppe verkleinert. Der Anteil von Knorpel am Kallus nahm in der Kontrollgruppe im Laufe der Zeit zu, während er in der Fumagillingruppe abnahm. Allerdings wies die Fumagillingruppe zu den späten Standzeiten einen höheren mineralisierten Knochenanteil am Kallus auf. Unter dem Einfluss von Fumagillin entstand eine Pseudarthrose mit verringerter Angiogenese, die wenig reaktiv und hypotroph war. Die Angiogenese scheint von großer Bedeutung für die Knochenheilung zu sein und dieses Modell kann als Grundlage für neue Strategien in der Forschung zur Verbesserung der Knochenheilung dienen.
The delayed union of fractures remains a problem despite modern surgery. Fractures of the tibia diaphysis show in more than 10 to 15% a delayed healing and more than 10 % of the patient need a reoperation. (25) Due to these facts it is the aim of this project to establish a model a biologic induced pseudarthrosis. Therefore the tibiae of 56 rats were osteomisied and intramedullär with a Titan Kirschner wire stabilized. The implant was coated with the angiogenesis inhibitor Fumagillin. As a control the result of a group were used, that implants were just coated with the carrier substance poly-D,L-lactid. The animals were randomized divided into different groups with the different times of 5, 10, 28, 42 and 82 days. Every group contained 8 rats. Furthermore 16 animals were tested biomechanical after 42 and 82 days. The tibiae were extracted after the different times and prepared for the analysis. The radiology showed no bone consolidation of the osteotomy gap until day 82. While the control group developed a hypertrophy callus, the fumagillin group seemed to produce a less reactive and hypotroph callus. Both the control and the fumagillin group showed a less stiffness and maximal torsion moment than the contra lateral tibia. The amount of vessels was significant lower after 5 and 10 days in the fumagillin group than in the control group. Furthermore the reactive callus and the area of cartilage were smaller in the Fumagillin group. At the later points of time like 28, 42 and 82 days the periostal callus was minimalized in comparison to the control group. The amount of cartilage from the whole callus was increased in the control group, while it decreased in the Fumagillin group. This group presented a larger mineralized bone amount of the callus. In both groups the amount decreased by tendency. The studies show that the influence of Fumagillin leads to a pseudarthrosis with a decreased angiogenesis. The results suggest a development of a less reactive, hypotroph pseudarthrosis.
