Überprüfung der Wirkung von gefäßinduzierenden Wachstumsfaktoren (VEGF

Die Rekonstruktion größerer Knochendefekte nach Frakturen oder Knochenresektionen und die damit einhergehende Gefahr der Entstehung von Pseudarthrosen ist ein aktuelles Problem in der Orthopädie und Unfallchirurgie bei Mensch und Tier. In der vorliegenden Arbeit sollte deshalb der Einfluss von VEGF, einem gefäßinduzierenden Wachstumsfaktor, auf die Angiogenese und Osteogenese auf zwei verschiedenen Trägermaterialien (β-TCP und CDHA) untersucht werden. Dazu erfolgten Untersuchungen an 36 New Zealand White Kaninchen in einem etablierten Radius-Defekt-Model. BMSCs wurden den Tieren zuvor entnommen und in vitro expandiert. Die 36 Tiere wurden in sechs Gruppen eingeteilt (β-TCP/CDHA ohne Zellen, mit BMSC, mit VEGF transfizierten BMSC). In regelmäßigen Abständen erfolgte eine Röntgenkontrolle. Dabei wurde anhand eines Scores die knöcherne Durchbauung sowie die Resorption des Trägerstoffes beurteilt. Die Tiere wurden nach 16 Wochen euthanasiert. Post mortem wurden µ-CT-Auswertungen zur Bestimmung der Menge von neu gebildeten Knochen im Defektbereich durchgeführt. Des Weiteren wurden immunhistologische Untersuchungen mit CD31-Antikörpern zur Bestimmung der Angiogenese und histologische Färbungen mit Toluidin/ Giemsa zur Ermittlung des neu gebildeten Knochens angefertigt. Die Vaskularisation konnte bei beiden Trägern durch die Beschichtung mit BMSC gesteigert werden. Durch die Verwendung von VEGF transfizierten BMSC kam es zu einer weiteren signifikanten Zunahme der Gefäßanzahl. Beim Vergleich der beiden Keramiken zeigte sich, dass die Zunahme der Gefäßzahl bei β-TCP signifikant größer als bei CDHA ausfiel. Die Osteogenese konnte ebenso wie die Vaskularisation bei beiden Trägern durch die Beschichtung mit BMSC gesteigert werden. Durch die Verwendung von VEGF transfizierten BMSC kam es bei β-TCP zu einer weiteren signifikanten Zunahme der Knochenneubildung, dagegen trat bei CDHA eine signifikante Verringerung der Knochenneubildung auf. Im Hinblick auf die Umbaukinetik der Keramiken zeigte sich, dass das Ersatzmaterial CDHA mit VEGF transfizierten BMSC signifikant stärker abgebaut wird als das der Vergleichsgruppe mit β-TCP. VEGF wirkt sich vorteilhaft auf β-TCP aus. Es konnten Vaskularisation und Osteogenese gesteigert werden. Bei CDHA hat VEGF einen negativen Effekt auf die Osteogenese. Daraus lässt sich folgern, dass eine Steigerung der Vaskularisation und damit der Osteogenese im Defektbereich durch den Einsatz von VEGF möglich ist. Bei der Wahl des Knochenersatzstoffes muss jedoch auf Wechselwirkungen mit dem Wachstumsfaktor geachtet werden.