Critical size defects have various causes, including blunt or penetrating trauma, tumor resection, or infection. In addition, the complication of developing a non-union is an constant risk in the healing process. A retrospective study from 2018-2021 on the number of surgeries for the treatment of non-unions in the Department of Orthopedics and Trauma Surgery at Charité Campus Virchow shows that 10% of all surgeries in Berlin and 0.5% of surgeries in Germany are performed here. During the same period, 6 individuals were operated on in the Department of Orthopedics and Trauma Surgery of Charité Campus Virchow using a specific technique based on the induced membrane technique with satisfactory results, as shown by the case series. There are several surgical approaches to achieve bony union, and one of them is the induced membrane technique also known as the Masquelet membrane, presented by Alain-Charles Masquelet. In this technique, a spacer is implanted into a bone gap, causing a membrane to develop around it. The spacer is then removed, while preserving the membrane, and replaced with an autologous cancellous bone graft. This membrane acts as a barrier that protects the graft from the environment and graft resorption, causes secretion of osteoinduction growth factors, is a osteogenesis promoting mesenchymal stem cell source, and allows revascularization of the graft from the intraluminal side of the membrane. This membrane is thought to perform similar functions to those of the periosteum, which encases the bone. After fracture, the periosteum is activated and is highly involved in the complex bone healing process. In this work, histological and expression analyses were performed to compare inactivated, unchanged periosteum, activated periosteum after fracture, and the induced membrane. The results confirmed similarities between activated periosteum and the induced membrane in terms of their cellular activity and expression, suggesting functional similarities between these two tissue types and that the induced membrane behaves somewhat like activated periosteum, although the membrane morphologically presents as a mirror-inverted arrangement compared with the periosteum. For PECAM-1, TGFβ-1, and TGFβ-3, the expressions are similar. This is confirmation that ongoing research aimed at providing a membrane comparable to the periosteum, which is available at the first surgery to treat bone defects, has potential for providing a future treatment option.
Defekte kritischer Größe haben verschiedene Ursachen, darunter stumpfe oder penetrierende Traumata, Tumorresektionen oder Infektionen. Darüber hinaus ist die Komplikation der Entwicklung einer Non-union ein ständiges Risiko im Heilungsprozess. Eine retrospektive Studie von 2018-2021 über die Anzahl der Operationen zur Behandlung von Non-union in der Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie der Charité Campus Virchow zeigt, dass 10% aller Operationen in Berlin und 0,5% der Operationen in Deutschland hier durchgeführt werden. Im gleichen Zeitraum wurden in der Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie der Charité Campus Virchow 6 Personen mit einer speziellen Technik auf der Basis der induzierten Membran operiert, mit zufriedenstellenden Ergebnissen, wie die Fallserie zeigt. Es gibt mehrere chirurgische Ansätze, um eine knöcherne Vereinigung zu erreichen, und einer davon ist die Technik der induzierten Membran, auch bekannt als Masquelet-Membran, die von Alain-Charles Masquelet vorgestellt wurde. Bei dieser Technik wird ein Platzhalter in einen Knochenspalt implantiert, so dass sich eine Membran um ihn herum entwickelt. Der Platzhalter wird dann unter Beibehaltung der Membran entfernt und durch ein autologes Spongiosa Knochentransplantat ersetzt. Diese Membran fungiert als Barriere, die das Transplantat vor der Umgebung und der Resorption des Transplantats schützt, die Sekretion osteoinduzierender Wachstumsfaktoren bewirkt, eine die Osteogenese fördernde Quelle mesenchymaler Stammzellen darstellt und die Revaskularisierung des Transplantats von der intraluminalen Seite der Membran aus ermöglicht. Es wird angenommen, dass diese Membran ähnliche Funktionen wie das Periost, das den Knochen umhüllt, erfüllt. Nach einer Fraktur wird das Periost aktiviert und ist in hohem Maße an dem komplexen Knochenheilungsprozess beteiligt. In dieser Arbeit wurden histologische Untersuchungen und Expressionsanalysen durchgeführt, um inaktiviertes, unverändertes Periost, aktiviertes Periost nach Fraktur und die induzierte Membran zu vergleichen. Die Ergebnisse bestätigten Ähnlichkeiten zwischen aktiviertem Periost und der induzierten Membranen in Bezug auf ihre zelluläre Aktivität und Expression, was auf funktionelle Ähnlichkeiten zwischen diesen beiden Gewebetypen hindeutet und darauf, dass sich die induzierte Membran in gewisser Weise wie ein aktiviertes Periost verhält, obwohl sich die induzierte Membran morphologisch als spiegelverkehrt im Vergleich zum Periost darstellt. Bei PECAM-1, TGFβ-1 und TGFβ-3 sind die Expressionen ähnlich. Dies ist eine Bestätigung dafür, dass die laufende Forschung, die darauf abzielt, eine dem Periost vergleichbare Membran bereitzustellen, die bei der ersten Operation zur Behandlung von Knochendefekten zur Verfügung steht, das Potenzial einer zukünftigen Behandlungsoption hat.
