Validierung eines Labortests zur Vorhersage der Knochengeweberegeneration (Rebone-test)

Unter Pseudarthrose (oder „Pseudarthrose“) versteht man eine Knochenbewegung, die etwa sechs Monate nach dem traumatischen Ereignis als Folge der unzureichenden Heilung einer Fraktur auftritt. Der Einsatz regenerativer Medizin zur Behandlung widerspenstiger Pseudarthrosen gilt als vielversprechende Strategie zur Förderung der Knochenkonsolidierung. Unter den verschiedenen verwendeten Ansätzen wurde die lokale Zelltherapie auf Basis autologer mesenchymaler Stromazellen (MSC), kombiniert mit oder ohne Wachstumsfaktoren, häufig eingesetzt. MSC befinden sich im Stromakompartiment des Knochenmarks, das aus dem Beckenkamm gewonnen werden kann. Wachstumsfaktoren können aus Thrombozytengel (PG) freigesetzt werden, das nach Aktivierung autologer Thrombozytenkonzentrate gewonnen wird. Dennoch zeigen die Ergebnisse aktueller klinischer Studien, dass der oben genannte regenerative Ansatz eine Ausfallrate von etwa 30 % aufweist (Calori et al, 2008). Die Verfügbarkeit eines Labortests, der die Regenerationsfähigkeit des PG vorhersagen kann, kann dem orthopädischen Chirurgen bei der Entscheidungsfindung bezüglich des regenerativen Ansatzes helfen, z. B. autologe Thrombozytenkonzentrate zu verwenden oder nicht zu verwenden oder die Verwendung autologer Derivate mit rekombinanten Faktoren zu verstärken. Der Grund für die Verwendung von Thrombozytenkonzentraten bei Pseudarthrose ist die signifikante Verringerung osteoinduktiver Wachstumsfaktoren, die an der Läsionsstelle beobachtet werden (Gandhi et al., 2005). ). Blutplättchengel ahmt nach, was physiologisch nach einer Knochenverletzung passiert, wenn Blutplättchen in einem Gerinnsel innerhalb einer Fibrinmatrix eingeschlossen sind. Die Aktivierung der Blutplättchen bestimmt die Freisetzung verschiedener Wachstumsfaktoren, die die Knochenheilung fördern. Die optimale Menge und das optimale Verhältnis von Wachstumsfaktoren und ihre synergistischen Wirkungen sollten effizienter sein als bei einzelnen rekombinanten Molekülen, auch wenn keine Daten zu den relevantesten Molekülen und ihrer optimalen Menge vorliegen. In diesem Zusammenhang könnte der In-vitro-Mineralisierungstest ein wertvolles Instrument zur Beurteilung der proosteogenen Aktivität von Blutplättchengel sein und so die Messung der unzähligen von Blutplättchen abgeleiteten Substanzen überflüssig machen.

Ziel der Studie ist es festzustellen, ob die Bewertung der proosteogenen Aktivität von autologem Serum die Wirksamkeit von PG bei der Regeneration von Knochengewebe bei Patienten mit Pseudarthrosen langer Röhrenknochen vorhersagen kann. Die Begründung basiert auf folgenden Punkten:

• Bei 30 % der mit PG behandelten Pseudarthrosen der langen Röhrenknochen wird keine Knochenkonsolidierung erreicht (Calori et al., 2008);
• der Anteil der Wachstumsfaktoren im Serum ist vergleichbar mit dem, der im Blutplättchengel nach der Aktivierung beobachtet wird, auch wenn die Konzentration geringer ist;
• Das autologe Serum ist in der Lage, die osteogene Differenzierung von MSCs in vitro und die Bildung von Mineralknötchen zu unterstützen (Mineralisierungsassay) (Granchi et al., 2010);
• der Zusammenhang zwischen „In-vitro“-Mineralisierung und Regenerationsfähigkeit wurde in verschiedenen experimentellen Modellen nachgewiesen (De Bari et al., 2008);
• Vorläufige Daten aus unserem Labor zeigten, dass bei Patienten mit angeborener Pseudarthrose des Schienbeins das Vorhandensein osteoinduktiver Wachstumsfaktoren im Serum eine wesentliche Voraussetzung ist, um die Wirksamkeit der lokalen Zelltherapie mit MSC und PG zu gewährleisten (eingereichte Arbeit).

Um die Fähigkeit des autologen Serums zu bewerten, die Mineralisierung in vitro zu induzieren, werden die Forscher einen Bioaktivitätstest (Mineralisierungsassay) verwenden. Zu diesem Zweck werden Serumproben von Patienten, die für eine Behandlung mit MSC und PG in Frage kommen, am Tag vor der Operation entnommen und zur Kultivierung normaler MSC verwendet, deren Fähigkeit zur Mineralisierung in vitro zuvor unter Standardkulturbedingungen überprüft wird.

Weitere Analysen werden durchgeführt, um festzustellen, ob die proosteogenen Eigenschaften über die Zeit erhalten bleiben, und einen Monat vor der Operation werden Serumproben entnommen.

Um festzustellen, ob die proosteogene Aktivität des Serums in der Lage ist, vorherzusagen und zwischen Personen zu unterscheiden, die eine Knochenkonsolidierung erreichen oder nicht, werden die Laborergebnisse mit den klinischen und radiologischen Ergebnissen nach 12 Monaten korreliert, wenn die Patienten als solche betrachtet werden geheilt oder nicht geheilt.