Verminderte Knochenqualität im superolateralen Schenkelhals unabhängig von Hüftgeometrie und Knochenmineraldichte

Einleitung Die Anpassung des Skeletts wird wesentlich durch mechanische Belastungen beeinflusst. Osteozyten und ihr lakunokanalikuläres Netzwerk gelten dabei als Schlüsselakteure für das Belastungsempfinden und die Regulierung der Knochenqualität. Im Schenkelhals, einer der häufigsten Frakturlokalisationen, ist ein komplexes Belastungsmuster mit geringerer Belastung im superolateralen Hals und höheren Druckbelastungen im inferomedialen Hals zu beobachten. Variationen des Centrum-Collum-Diaphysen (CCD) Winkels, wie bei der Coxa vara oder Coxa valga, bieten die Möglichkeit, den Einfluss von Belastungsmustern auf die Knochenqualität zu untersuchen.

Methode Zu diesem Zweck wurden Schenkelhalsproben von 28 arthrotischen Patienten mit Coxa vara, Coxa norma und Coxa valga während einer Hüfttotalendoprothesen-Operation entnommen. Die Knochenmineraldichte (BMD) wurde präoperativ mittels Dual Energy X-ray Absorptiometry (DXA) bestimmt. Die kortikale und trabekuläre Mikrostruktur sowie die dreidimensionalen Charakteristika der Osteozytenlakunen wurden am superolateralen und inferomedialen Hals mittels hochauflösender Mikro-Computertomographie untersucht. Zusätzlich wurden die Matrixmineralisation auf Gewebeebene und die lakunären Merkmale der Osteozyten mittels quantitativer Rasterelektronenmikroskopie (qBEI) analysiert.

Ergebnisse In allen Gruppen war die inferomediale Kortikalis dicker als die superolaterale. Darüber hinaus wies die superolaterale Seite unabhängig vom CCD Winkel eine geringere Osteozyten-Lakunendichte und eine geringere Sphärizität der Lakunen auf als die inferomediale Seite. Bemerkenswert dabei ist, dass BMD und T-Scores mit den mikrostrukturellen Parametern am inferomedialen, aber nicht am superolateralen Hals korrelierten.

Diskussion Zusammenfassend liefern wir mikromorphologische Beweise für die Frakturanfälligkeit des superolateralen Halses, die unabhängig von CCD Winkel und BMD auftritt. Ferner bieten die demonstrierten knochenqualitativen Daten eine mögliche Erklärung, warum DXA Messungen möglicherweise nicht ausreichen, um einen nennenswerten Anteil von Schenkelhalsfrakturen vorherzusagen.

Keywords Osteozyten, Biomechanik, CCD Winkel, Knochenmikrostruktur

Korrespondenzadresse Simon von Kroge, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Institut für Osteologie und Biomechanik, Lottestraße 59, 22529 Hamburg, Deutschland, E-Mail: [e-mail]

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
08. September 2022