Experimentelle Ermittlung des optimalen Applikationszeitpunktes von rekombinantem humanem Bone Morphogenetic Protein-2 in der intramuskulären Endokultivierung heterotopen Knochengewebes mit synthetischem Hydroxylapatit und BIO-OSS© als Matrizen

Schünemann, Kristina

Aufgrund der Bedeutsamkeit der osteogenen Potenz von hämatopoetischen Zellen für das Bone Engineering in vivo wurde die Hypothese aufgestellt, dass eine BMP-Gabe in vorimplantierte Matrizen mit Weichgewebs- und Gefäßeinsprossung die Knochenneubildung verbessern könne. Im Rahmen einer Pilotstudie an 6 Lewis-Ratten konnte die Endokultivierung heterotopen Knochens auf dem Musculus latissimus dorsi unter Verwendung von Bio-Oss-Matrizen durch eine Verzögerung der rhBMP-2-Applikation jedoch nicht verbessert werden. Daraufhin kam im Hauptversuch ein im dreidimensionalen Druckverfahren gefertigtes Hydroxylapatit-Implantat zum Einsatz, das neben einer besseren Stabilität eine Eignung zum computergestützte Design eines individuellen Knochenersatzes für komplexe skelettale Defekte besitzt. Ein genormter Porendurchmesser versprach eine gleichmäßigere Knochenneubildung und ein Zentralkanal sollte das Einbringen des BMPs im Rahmen einer verzögerten Gabe erleichtern. Im Hauptversuch wurde in 18 Lewis-Ratten die intramuskuläre Endokultivierung heterotopen Knochens nach sofortiger BMP-Applikation und um eine, zwei und vier Wochen verzögerter BMP- Gabe evaluiert. Über einen kürzeren Zeitraum führten die ein- und zweiwöchige Verzögerung der BMP-Gabe zu besseren Resultaten, doch auf längere Sicht war die Knochenneubildung nach simultaner BMP-Gabe überlegen. Einschränkend ist zu sagen, dass auch eine vermehrte ektope Knochenneubildung nach simultaner BMP-Applikation stattgefunden hatte. Die BMP-Injektion nach vier Wochen Einheilzeit hat sich in dieser Studie nicht vorteilhaft ausgewirkt. Während der Einheilphase hatte sich in den Testgruppen eine bindegewebige Ummantelung des Implantats ausgebildet. Ein Zentralkanal zur kontrollierten Injektion einer BMP-Lösung konnte sich in der Studie bewähren und zeigte histologisch auch in Mikroporen eine hervorragende Durchdringung mit neuem Knochengewebe. Insgesamt kam ein Vorimplantieren des Knochenersatzmaterials zu einem ähnlichen Resultat wie die simultane Implantation von BMP und Matrize, wobei durch Modifikationen des Matrizendesigns in zukünftigen Studien auch möglicherweise bessere Ergebnisse durch eine verzögerte BMP-Gabe zu erreichen sind.

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Schünemann, Kristina: Experimentelle Ermittlung des optimalen Applikationszeitpunktes von rekombinantem humanem Bone Morphogenetic Protein-2 in der intramuskulären Endokultivierung heterotopen Knochengewebes mit synthetischem Hydroxylapatit und BIO-OSS© als Matrizen. 2011.

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