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Einfluss von autologem Platelet-Rich-Plasma auf die Osteogenese nach Implantation eines Calciumphosphatbasierten Knochenersatzmaterials (Calcibon® Granules) : Tierexperimentelle Untersuchungen am Bohrlochmodell des Schafes

Schüttrumpf, Jan Philipp


Originalveröffentlichung: (2010) Giessen : VVB Laufersweiler
pdf-Format: Dokument 1.pdf (8.808 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5583-7
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 24.03.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 23.04.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Die Behandlung und Füllung knöcherner Defekte stellt ein häufiges Problem in der
Orthopädie, Unfallchirurgie und Zahnmedizin dar. Forschungsgruppen aus aller Welt
versuchen deshalb seit Beginn des 20. Jahrhunderts ein künstliches Füllmaterial zu
finden, dass den heutigen Goldstandard, die autogene Spongiosaplastik, ersetzen
soll und kann.
In dieser Studie wurde ein aus autologem Blut gewonnenes plättchenreiches Plasma
(Platelet-Rich-Plasma, PRP) mit einem auf Calciumphosphat-basierten Granulat
(CaP) kombiniert und nach unterschiedlichen Beobachtungszeiträumen post
implantationem untersucht (makroskopisch, mikroskopisch und
histomorphometrisch).
Die Implantation erfolgte in einen standardisierten zylindrischen Bohrlochdefekt im
Tibiakopf des Schafes. Der geschaffene Defekt hatte dabei einen Durchmesser von
12 mm und eine Tiefe von 30 mm. Die 35 weiblichen Merino-Fleischschafe wurden
als Versuchstier gewählt, da die Anatomie und die Geschwindigkeit des
Knochenstoffwechsels den menschlichen Gegebenheiten stark ähneln. Die Tiere
wurden nach verschiedenen Beobachtungszeiträumen unterteilt (Standzeiten: 5
Tage, 10 Tage, 6 Wochen, 3 Monate, 6 Monate) und dann wiederum der
Versuchsgruppe (CaP kombiniert mit PRP) oder der Kontrollgruppe (CaP) zugeteilt.
Bei einigen Tieren wurde der Defekt in situ belassen („Kontrollgruppe II“,
Leerdefekte), um zu überprüfen, ob die körpereigenen Regenerationsfähigkeiten
ausreichen, den Defekt knöchern zu überbrücken.
Die Erschließung der Defektzone erfolgt vom Lagerknochen ausgehend hin zur
Defektmitte (zentripetal). Das Zentrum des Defektes ist bereits nach 6 Wochen
erreicht. In der Versuchsgruppe startet die Knochenregenration auf einem höheren
und aktiveren Niveau als in der Kontrollgruppe. Die Leerdefekte sind zu keinem
Zeitpunkt knöchern überbrückt (Kontrollgruppe II).
Nach sechs Wochen kommt es jedoch zu einer Niveauangleichung des
Knochenzuwachses zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe. Diese Ergebnisse
zeigen, dass das PRP insbesondere in der Frühphase der de-novo-Osteogenese
wirksam ist.

Auch die histomorphometrischen Ergebnisse untermauern diese Annahme. Nach
sechs Wochen Standzeit kann kein Unterschied zwischen der Test- und
Kontrollgruppe festgestellt werden.
Die Experimente konnten über den Zeitraum von sechs Monaten keinen signifikanten
Vorteil des autologen Thrombozytenkonzentrats (CaP + PRP) im Vergleich zur
alleinigen Verwendung des Knochenfüllmaterials (CaP) zeigen.
Um die Eigenschaften des PRPs in Bezug auf die Regeneration knöcherner Defekte
genauer zu verstehen, sind weitere standardisierte experimentelle Studien
erforderlich. Der Einfluss des PRP in der Frühphase der Knochenregeneration sollte
dabei besondere Beachtung finden und die Kaskade der Wachstumsfaktoren weiter
entschlüsselt werden, damit die Ergebnisse verglichen und die Verwendung von PRP
auf gesicherten wissenschaftlichen Erkenntnissen beruht.
Kurzfassung auf Englisch: The treatment and filling of bony defects is a very frequent problem in Orthopaedics,
Trauma Surgery and Dental Surgery. Since the beginning of the 20th century, groups
of medical investigators from all over the world have been trying to find an artificial
replacement material that can be used instead of the current golden standard, the
transplantation of autologous cancellous bone.
In this study, a platelet-rich-plasma (PRP) gained from autologous blood was
combined with a calciumphosphate-based bone substitute (CaP) and examined after
certain amounts of time after implantation (macroscopical, microscopical and
histomorphometrical examination).
The implantation was carried out in a standardized cylindrical drill hole in the tibial
plateau of sheep. The produced defect had a diameter of 12 mm and a depth of 30
mm. The 35 female sheep (“Merino-Fleischschafe”) were chosen as an animal
model, because their anatomy and bone metabolism is similar to the one of human
beings. The sheep were divided into groups with different periods of time of
observation (5 days, 10 days, 6 weeks, 3 months, 6 months) and then allocated to
the test group (CaP + PRP) or control group (CaP). In some animals the defect was
not filled to see whether the body’s own mechanisms of regeneration are strong
enough to bridge the bony defect (“controll group II”).
New bone develops from the margin of the defect towards the centre of the implanted
CaP-ceramic (centripetal ingrowth). Six weeks after implantation, the centre is
reached by newly formed bone. The unfilled defects show no bony bridging at any
time (controll group II).
In the test group, the bony regeneration starts on a higher and more active level than
in the control group. Anyway, after six weeks the newly built bone is on the same
level in both groups, the test- and control group (,leveling’). These results show that
PRP and its mechanisms have an effect in the early stage of regeneration, mainly.

The results of the histomorphometrical examinations could not show a difference
between the test- and controll group after six weeks regarding the bone ingrowth.
This emphazises that PRP acts in the early phase of regeneration, too.
After a period of six months, the outcome of these experiments cannot show a
significant advantage of the autologous platelet-rich-plasma (PRP + CaP) in
comparison with the single use of the bone substitute material (CaP).
To get to know more about PRP, its capacity and qualities, more well designed and
standardized studies are to be obtained. Especially, the influence of PRP in the early
stage of bone regeneration should be investigated.