Zusammenfassung
Studienziel: Nachweis der Möglichkeit, dass die Kallusreifung laborchemisch kontrolliert werden
kann. Methode: In einem Tierversuch am Schaf wurden in 2 Gruppen Knochendefekte von 5 cm herbeigeführt,
in der Gruppe A mit begleitendem Weichteilschaden und in der Gruppe B ohne. Während
der Kallusdistraktion und Reifung wurden Osteocalcin, AlP, NTx, Calcium und Phosphat
regelmäßig bestimmt. Zu festgesetzten Zeitpunkten wurden Tiere der jeweiligen Gruppen
euthanasiert und der Kallus histologisch aufgearbeitet. Ergebnisse: Gesamt-AlP und NTx zeigen im Verlauf der Distraktion und Reifung des Kallus zunächst
einen Abfall der Werte, um dann zu einem Zeitpunkt Docking + 1 Transportzeit signifikant
anzusteigen. Zum gleichen Zeitpunkt zeigen die histologischen Auswertungen eine eindeutige
Zunahme der Knochenstabilität, die annähernd die Struktur eines gesunden Vergleichsknochens
erreicht. Schussfolgerung: Mit der Kombination der bereits im klinischen Alltag bestimmten Werte AlP und NTx
ist im Tierversuch das Monitoring der Kallusreifung möglich.
Abstract
Aim of the Study: The purpose of this study was to verify the possibility of monitoring the callus
maturation biochemically. Method: In an experimental study on sheep, animals with bone fractures with a length 5 cm
each were divided into group A (with concomitant damage of the soft tissue) and group
B (without soft tissue damage). During callus traction and maturation, biochemical
parameters (osteocalcin, AlP, NTx, calcium, phosphate) were measured. Animals of each
group (A + B) were euthanised at fixed points in time (according to protocol) and
the callus was prepared histologically. Results: Total AlP and NTx values were initially reduced during the callus traction and maturation,
but increased significantly at the time of Docking + 1 transportation time. At the
same time, the histological evaluation showed a definite increase of the bone stabilisation,
which approximately resembles the structure of a healthy bone as reference. Conclusion: With the combination of the AlP and NTx values already determined in the daily clinical
routine the monitoring of callus maturation in animal studies becomes possible.
Schlüsselwörter
Kallusdistraktion - Laborkontrollen - Histologie - Monitoring
Key words
callus distraction - biochemistry tests - histology monitoring - animal test - bone
maturation - segment transport
Literatur
- 1
Allgöwer M.
Osteosynthese und primäre Knochenheilung.
Arch Klin Chir.
1964;
308
423-425
- 2
Apone S, Lee M Y, Eyre D R.
Osteoclasts generate cross-linked collagen N-telopeptides (NTx) but not free pyridinolines
when cultured on human bone.
Bone.
1997;
21
129-136
- 3
Bowles S A, Kurdy N, Davis A M, France M W, Marsh D R.
Serum osteocalcin, total and bone specific alkaline phosphatase following isolated
tibial shaft fracture.
Ann Clin Biochem.
1996;
33
196-200
- 4
Calvo M S, Eyre D R, Gundberg C M.
Molecular basis and clinical application of biological markers of bone turnover.
Endocr Rev.
1996;
17
333-368
- 5
Crofton P M.
Biochemistry of alkaline phosphatase isoenzymes.
CRC Crit Rev Clin Lab Sci.
1982;
16
161-194
- 6 de Bernard B, Gherardini M, Lunazzi G C, Modricky C, Moro L, Panfili E.
Alkaline phosphatase of matrix vesicles from preosseous cartilage is a Ca2+ binding glycoprotein. The chemistry and biology of mineralized tissues. Birmingham, Alabama; EBSCO Media
Inc. 1985: 142-145
- 7 Delesse M A. Procédé mécanique pour déterminer la composition des roches. 3ieme ed. Paris; F. Savy 1866
- 8
Eyre D R.
The specifity of collagen cross-links as markers of bone and connective tissue degradation.
Acta Orthop Scand.
1995;
66 (Suppl. 266)
166-170
- 9
Fink B, Feldkamp J, Fox F.
Der Verlauf von Osteocalcin und knochenspezifischer alkalischer Phosphatase bei der
Kallusdistraktion.
Z Orthop.
1997;
135
A55
- 10 Forst H M. Dynamics of bone remodeling. Boston; Little, Brown 1964
- 11
Fujimoto D, Morigachi T, Ishida T, Hayashi H.
The structure of pyridinoline, a collagen crosslink.
Biochem Biophys Res Comm.
1978;
84
52-57
- 12 Garnero P, Delmas P D.
Measurement of biochemical markers: methods and limitations. Bilezikian JP, Raisz LG, Rodan GA, eds. Principles of bone biology. Chapter 93. San
Diego; Academic Press 1996
- 13
Glowacki J, Lian J B.
Impaired recruitment of osteoclast progenitors by osteocalcin-deficient bone implants.
Cell Differ.
1987;
21
247-254
- 14
Klapp F.
Precursors of the Ilizarow technique.
Injury.
1999;
20
25-28
- 15 Kress B C.
Bone alkaline phosphatase in normal and disease process. Schmidt-Gayk H, Blind E, Roth H-J, eds. Calcium regulating hormones and markers of
bone metabolism: measurement and interpretation. Heidelberg; Clin Lab Publications
1997: 171-181
- 16
Kuwana T, Sugita O, Yakata M.
Sugar chain heterogeneity of bone and liver alkaline phosphatase in serum.
Enzyme.
1991;
45
63-66
- 17
Leung K S, Fung K P, Liu P P, Lee K M.
Bone specific alkaline phosphatase activities in plasma and callus during callotaxis
in rabbits.
Life Sci.
1995;
57
637-643
- 18 Mechanic G L, Banes A J, Hemni M, Yamauchi M.
Possible collagen structural control of mineralization. The chemistry and biology of mineralized tissues. Birmingham; Alabama: EBSCO Media
1985: 98-102
- 19
Mende L M, Hug N L, MatthewsHR, Chapman G E.
Primary structure of osteocalcin from ovine bone.
Int J Pept Protein Res.
1984;
24
297-302
- 20
Merz W A.
Die Streckenmessung an gerichteten Strukturen im Mikroskop und ihre Anwendung zur
Bestimmung von Oberflächen-Volumen-Relationen im Knochengewebe.
Mikroskopie.
1967;
22
132-142
- 21
Meyer R A, Meyer M H, Tenholder M.
Gene expression in older rats with delayed union of femural fractures.
J Bone Joint Surg [Am].
2003;
85
1243-1254
- 22 Miller E J.
Recent informations on the chemistry of the collagens. The chemistry and biology of mineralized tissues. Birmingham, Alabama; EBSCO Media
1985: 80-92
- 23
Piltz S, Lob G.
Komplikationen in der Unfallchirurgie.
Unfallchirurg.
1998;
101
856-865
- 24
Schmidt J, Thiesen F, Grubert S, Menzel D, Winker K H.
Ein neues Frakturmodell für ein kombiniertes Weichteil-Knochentrauma beim Versuchstier
Schaf.
Akt Traumatol.
2001;
31
245-249
- 25
Smith E S, Guttman L.
Measurement of internal boundaries in tri-dimensional structures by random sectioning.
J Metals.
1953;
5
81-87
- 26 Trampisch H J, Windeler J. Medizinische Statistik. 2. Aufl. Berlin, Heidelberg,
New York; Springer 2000
- 27
van Straalen J P, Sanders E, Prummel M F, Sanders G T.
Bone-alkaline phosphatase as indicator for bone formation.
Clin Chim Acta.
1991;
201
27-33
- 28
Windhagen H, Witte F, Hurschler C, Maciejewski O, Linnenberg D, Thorey F.
Bone turnover during distraction osteogenesis in an experimental sheep model.
Arch Orthop Trauma Surg.
2002;
122
279-282
- 29
Wu J J, Eyre D R.
Fine powdering exposes the mineral-protected collagen of bone to protease digestion.
Calcif Tissue Int.
1988;
42
243-247
Dr. Jörg Schmidt
Unfallchirurgie
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