Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Messung des intraossealen Blutflusses zur Bestimmung der Klärfunktion im gesunden und im heilenden Knochen mittels Laser-Dopplerflussmessung im Kaninchenmodell

Heitmann, Simone

In the present investigation the intraosseous bloodflow and “Klärfunktion” was studied at the tibia of rabbits by use of laser-doppler flowmetry. Five rabbit groups were studied each with five animals over a period of 50 days. One group without any implants or ostectomies (group 1) worked as control group. Within an other group (group 2) a 2 mm ostectomy of the diaphysis of the tibia, in some cases also the fibula, was made and stabilized by the use of an external fixator. Three more groups were also treated with a 2 mm ostectomy of the tibia and stabilized by the use of an external fixator and after that intramedullar implants out of three differents materials were placed in the ostectomy zones. The used implantmaterials were polyacid (PLA – group 3), titanium (group 4) and a magnesium alloy with a 0,8 % proportion of calcium (group 5). To measure the intramedullar bloodflow and the temperature near the cortex three probes were implanted into the laboratory animals each proximal, middle and distal at the medial side of the tibia. The probes were kept in place by the use of an external fixator. During the experiment the animals’ leg was measured and recorded once a day for two minutes in bloodflow and temperature by the help of a laser-doppler flowmeter without any sedation or aneathesia. Additionally there were taken radiographys from the animals once a week to control the position of the probes and to document the bony healing. The animals of the ostectomie group showed especially at the medial probes near by the ostectomy an increased bloodflow compared to the animals of the control group. The group of the PLA-implants didn´t really show important differences compared to the ostectomie group. In the animals with titanium implants there was by far the highest tibial bloodflow measured in all of the three probe positions. The magnesium group showed, also by far, in all of the three positions the lowest bloodflow rates. The measure of the temperature showed the same physiological values in all of the five groups and on all of the three positions. Radiographically the animals of the titanium group also displayed the highest bony reactions in the ostectomy zone as well as in the pin and probe localisations. In the group of the magnesium-calcium-implants there was neither clinically nor radiographically a production of gas.

In der vorliegenden Arbeit wurde der intraosseale Blutfluss zur Bestimmung der Klärfunktion in der Tibia von Kaninchen mittels Laser-Doppler-Flussmessung bestimmt. Untersucht wurden fünf Kaninchengruppen mit jeweils fünf Tieren über einen Zeitraum von 50 Tagen. Eine Gruppe ohne Ostektomie und ohne Implantat (Gruppe 1) diente als Kontrollgruppe. In einer weiteren Gruppe (Gruppe 2) wurde eine 2 mm breite Ostektomie des Tibiaschaftes, und in einigen Fällen auch der Fibula, durchgeführt, die mit Hilfe eines Fixateur externe stabilisiert wurde. Bei den drei weiteren Gruppen wurde ebenfalls eine 2 mm breite Ostektomie von Tibia und Fibula durchgeführt und zusätzlich wurden hier nach der Stabilisierung mit einem Fixateur externe jeweils intramedulläre Implantate aus drei verschiedenen Materialien im Bereich der Ostektomie platziert. Als Implantatmaterial wurde Polylactid (PLA – Gruppe 3), Titan (Gruppe 4) und eine Magnesiumlegierung mit einem Calciumgehalt von 0,8 % (Gruppe 5) verwendet. Zur Messung des intramedullären Blutflusses und der kortikalisnahen Temperatur wurden den Versuchstieren insgesamt drei Messsonden, je eine proximal, eine im mittleren Abschnitt und eine distal an der medialen Seite in die Tibia implantiert. Die Sonden wurden über den Fixateur externe in ihrer Position gehalten. Im Verlauf des Versuches wurden bei den Tieren ohne Sedation oder Narkose einmal täglich für zwei Minuten der Blutfluss und die Temperatur der Gliedmaße mit Hilfe eines Laser-Dopplers gemessen. Zusätzlich wurden die Tiere einmal wöchentlich geröntgt, um die Sondenpositionen zu kontrollieren und den knöchernen Heilungsverlauf zu dokumentieren. Die Tiere der Ostektomie-Gruppe zeigten, vor allem an der mittleren Sonde im Bereich der Ostektomie, einen vermehrten Blutfluss gegenüber den Tieren der Kontrollgruppe. Die Gruppe mit den PLA-Implantaten zeigte bei keiner Lokalisation  Unterschiede in den Messwerten im Vergleich zur Ostektomie-Gruppe. Bei den Tieren mit Titanimplantaten konnte an allen drei Sondenlokalisationen mit Abstand der stärkste Blutfluss gemessen werden. Die Gruppe mit den Magnesium-Calcium-Implantaten zeigte an allen drei Lokalisationen mit Abstand die niedrigsten Blutflusswerte an. Die Temperaturmessung ergab bei allen fünf Gruppen an allen Lokalisationen physiologische Werte und es bestanden keine Unterschiede an den drei Messpunkten. In der röntgenologischen Beurteilung zeigte die Gruppe mit den Titanimplantaten die stärksten knöchernen Zubildungen, sowohl im Bereich der Ostektomie als auch an den Stellen der Pininsertion und der Sondenimplantation. Bei der Gruppe mit den Magnesium-Calcium-Implantaten konnte eine Gasbildung weder klinisch noch röntgenologisch festgestellt werden.

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Heitmann, Simone: Messung des intraossealen Blutflusses zur Bestimmung der Klärfunktion im gesunden und im heilenden Knochen mittels Laser-Dopplerflussmessung im Kaninchenmodell. Hannover 2008. Tierärztliche Hochschule.

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