Die Rolle der Typ-H-Gefäßbildung bei der induzierten Membran von Patienten mit Knochendefekten kritischer Größe

Die Masquelet-Technik, auch induzierte Membrantechnik (IMT) genannt, wurde erstmals 1986 von Pr. Dr. Alain Charles Masqueletet al. IMT ist ein zweizeitiger chirurgischer Eingriff, der seit kurzem eine beliebtere Option für die Behandlung von Knochendefekten kritischer Größe sowie Pseudarthrosen bietet. Grundsätzlich umfasst die erste Stufe der IMT die Implantation eines mit Antibiotika beladenen Polymethylmethacrylat (PMMA)-Zementspacers in die Defektstelle. Während 6 bis 8 Wochen induziert dieser Spacer über eine Fremdkörper-Immunantwort die Bildung und Reifung einer ihn umgebenden dünnen Schicht, die als induzierte Membran bezeichnet wird. In Stufe II wird der Abstandshalter vorsichtig entfernt, während die induzierte Membran an der Frakturstelle gehalten wird, dann wird eine autologe Knochentransplantation durchgeführt, um die Knochenheilung zu provozieren. IMT bietet mehrere vorteilhafte Wirkungen, einschließlich der relativ einfachen Behandlung im Vergleich zu vaskularisierten Fibulatransplantaten und keinen signifikanten Unterschied in der Heilungszeit bei verschiedenen Defektgrößen. Zu beachten ist, dass mehrere Operationen und lange Genesungszeiten die Schwierigkeiten sind, die bei Patienten, die mit IMT behandelt werden, noch überwunden werden müssen. In Anbetracht der Tatsache, dass die induzierte Membran als unverzichtbarer Bestandteil für eine erfolgreiche Vereinigung angesehen wird, wird eine detailliertere und umfassendere Analyse den Prozess der IMT verbessern, um diese Schwierigkeiten zu lindern.

Das Design der klinischen Studie folgt der Beschreibung im Institutional Review Board der Chang Gung Medical Foundation, die im ersten Jahr begonnen wird, bis 15 Patienten für jede Gruppe erreicht sind. Kurz gesagt, Patienten mit offener Fraktur werden zufällig in zwei Gruppen eingeteilt, um das Selektionsbios zu reduzieren, bestehend aus Spacer- (mit induzierter Membran) und ohne Spacer-Gruppen (ohne induzierte Membran). In einer Gruppe ohne Spacer (keine Operation im Stadium I) werden Weichteile in der Nähe von Frakturstellen mit einer Größe von 1 cm2 gesammelt, um als geeignete Kontrolle der induzierten Membran (1 cm2) aus der Spacer-Gruppe (Stadium I + II) verwendet zu werden ) zum Zeitpunkt der Stufe II des IMT. Die Gewebe werden für die Proteomik, Metabolomik und den paraffinisierten Schnitt in drei Teile zerlegt und vor den Experimenten bei minus 80 Grad gelagert. Der Schnitt ist in diesem Projekt unerlässlich, um die Typ-H-Gefäßbildung und die Fähigkeit zur Knochenheilung zu charakterisieren. Zu diesem Zweck werden Immunhistochemie (IHC) oder Immunfluoreszenz (IF) durchgeführt, um identifizierte Proteine ​​aus Proteomics-Ergebnissen sowohl in Weichgeweben als auch in induzierten Membranen zu messen. Die charakterisierten Marker Cluster of Differentiation 31 (CD31) und Endomucin (Emcn) werden zum Nachweis von Typ-H-Gefäßen verwendet. Kolorimetrische Methoden wie Masson-Trichrom, Alcianblau, Alizarinrot S, H&E und Safranin O-Fastgrün können ebenfalls durchgeführt werden, um histologische Einblicke in die induzierte Membran zu gewinnen. In den Multi-Omics werden Gewebe verwendet, um neue Ziele aufzudecken, die dann mit den Spiegeln des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors (VEGF) und Osteocalcin verglichen werden. Darüber hinaus werden Western Blotting und Echtzeit-Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) durchgeführt, um die nachgeschaltete Regulation der identifizierten Metaboliten zu validieren.

Das venöse Blut (3 ml in Vacutainern mit Heparin) wird beiden Gruppen in der Abteilung für orthopädische Chirurgie, Chang Gung Memorial Hospital, Taoyuan, Taiwan, entnommen. Das Protokoll basierte auf einem Bericht, in dem VEGF als potenzieller Biomarker der Union bei IMT identifiziert wurde. Nach der Blutentnahme wird das Blut 30 Minuten lang zentrifugiert (1000 U/min, 10 Minuten bei Raumtemperatur) und bis zur Analyse bei minus 80 Grad gelagert. Blutproben vom Zeitpunkt der Entnahme der induzierten Membran werden für die Multi-Omics-Analyse vorbereitet, um systemische Marker für Typ-H-Gefäß oder induzierte Membran zu identifizieren, und VEGF und Osteocalcin werden als Serumindikatoren für die Knochenmasse verwendet. Blutproben aus allen Zeitpunkten werden verwendet, um einen neuartigen Biomarker für Typ-H-Gefässe und Knochenheilung zu identifizieren. Was Metaboliten-Targets betrifft, werden gezielte Methoden der Metabolomik eingesetzt, um sie im Blut nachzuweisen. Die Zeitpunkte für die Blutentnahme im Stadium I sind der Tag der Operation, der nächste Tag der Operation sowie 1, 2 und 4 Wochen nach der Operation. Für Stadium II sind die Zeitpunkte der Tag der Operation, der nächste Tag der Operation und 1, 2, 12 und 14 Wochen nach der Operation.