In vivo analysis of the effect of the traumatic brain injury on the fracture healing of the long bones: experimental study
Final Report Abstract
Die Ergebnisse zeigen, dass die Wildtyp-Versuchstiere mit Femur-osteotomie und SHT ab der zweiten postoperativen Woche deutlich mehr Kallus produzierten. Die Hypothese einer durch das SHT vermehrten Kallusbildung konnte hiermit bestätigt werden. Auch hinsichtlich der Kallusdichte wurden in der vierten Woche tendenziell höhere Werte bei den Tieren mit kombiniertem Trauma festgestellt. Die höheren Werte bezüglich der Steifigkeit und Festigkeit sprechen auch für eine Beeinflussung der biomechanischen Eigenschaften des Kallus. Die Hypothese einer schnelleren Knochenheilung konnte nicht eindeutig belegt werden. Obwohl die Osteotomien in der Kombinations-Gruppe tendenziell effizienter und schneller durchbaut waren, zeigten die Veränderungen von Kallusvolumen und Dichte in der Fraktur- und der Kombinations-Gruppe einen gleichen zeitlichen Verlauf. Die biomechanischen Ergebnisse der SHT- und Kontroll-Gruppe geben Anlass zu der Vermutung, dass nur die Kombination von SHT und Verletzung eines langen Röhrenknochen zu dem Phänomen einer verbesserten Knochenheilung führt. Ohne eine assoziierte Knochenverletzung scheint das SHT eine Schwächung der biomechanischen Eigenschaften des Knochens zu bewirken. Dies könnte für eine Art Aktion-Reaktion zwischen Gehirn und Knochen sprechen. Diese Ergebnisse konnten bei den Leptindefizienten Mäusen nicht reproduziert werden. Dies war Überraschung, denn frühere Studien haben genau das Gegenteil hinsichtlich der Knochenheilung gezeigt. Die Ursachen für diese Diskrepanz bleiben bisher unklar; ein neues Experiment mit Leptin-defizienten Mäusen, wo Leptin verabreicht würde (als proof-of-principle) wäre von Bedeutung. Die biochemische Analyse der Hormone, sowie die histologische Auswertung der Proben untermauert die Hypothese hinsichtlich der Wichtigkeit des Hormons Leptins, sowie der Bedeutung von dem metabolischen Weg und der Rolle des Knochens bei der Homöostase des Organismus. Unter diesen Aspekten könnte man die Hypothese formulieren, dass die beobachtete erhöhte Kallusbildung bei einem Kombinationsverletzung ein Nebeneffekt mit dem Ziel die optimale Energieverteilung in Stress-Situationen darstellt.
Publications
- Schädel-Hirn-Trauma und Knochenheilung: Radiologische und Biomechanische Analyse in einem kombinierten Trauma-Mausmodell. Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU) 2014, Berlin, Deutschland, 28.10.2014
Locher R, Schaser KD, Lünnemann T, Garbe A, Schmidt-Bleek K, Haas N.P., Duda G, Tsitsilonis S
(See online at https://dx.doi.org/10.3205/14dkou571 https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:0183-14dkou5711) - Traumatic Brain Injury and Bone Healing: Radiographic and Biomechanical Analyses of Bone Formation and Stability in a Combined Murine Trauma Model. J Musculoskelet Neuronal Interact. 2015 Dec; 15(4): 309–315
Locher RJ, Lünnemann T, Garbe A, Schaser K-D, Schmidt-Bleek K, Duda, G, Tsitsilonis S
- “The effect of traumatic brain injury on bone healing: an experimental study in a novel in vivo animal model”. Injury. Published Online: January 31, 2015
S. Tsitsilonis, R. Seemann, M. Misch, F. Wichlas, N. P. Haas, K. Schmidt-Bleek, C. Kleber, K-D Schaser
(See online at https://dx.doi.org/10.1016/j.injury.2015.01.044)
