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Fragestellung: Die molekularen Mechanismen, die bei verzögerter Frakturheilung zur Bildung eines Kallusgewebes führen, das nicht in der Lage ist osteogen zu differenzieren und zu mineralisieren, sind noch wenig verstanden. Ziel dieser Studie war es, die Expression von Modulatoren der Osteogenese in Zusammenhang mit Markern für osteogene Differenzierung und Vaskularisierung in Gewebeproben aus dem Kallusregenerat von Patienten mit zeitgerechter und verzögerter Frakturheilung miteinander zu vergleichen und mögliche Unterschiede aufzuzeigen.

Methodik: Kallusproben mit gesicherter Pseudarthrose wurden von 6 Patienten bei anfallenden chirurgischen Eingriffen an Frakturspalten mehr als 9 Monate nach Fraktur asserviert. Ihnen gegenübergestellt wurden Kallusregenerate von 6 Patienten mit zeitgerechter Frakturheilung, die 2 bis 4 Wochen nach Fraktur entnommen wurden. Aus den Gewebeproben wurde mRNA isoliert. Mittels quantitativer RT-PCR wurde die Expression der Gene BMP2, BMP4, BMP7, TGFB1, FGF2, VEGF, HIF1α, PTHrP, Osteokalzin, Bone Sialoprotein und Alkalische Phosphatase ermittelt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Während BMP2 in den analysierten Proben nur marginal exprimiert wurde, zeigten sich für BMP4 und BMP7 signifikant erhöhte Expressionswerte in den Kallusproben aus Frakturspalten, in denen nach mehr als 9 Monaten noch keine Heilung erreicht wurde. BMP4 wurde in diesen Proben 3,4-fach höher exprimiert (p<0,05), BMP7 4,9-fach (p<0,005). Im Gegensatz dazu wurden die Wachstumsfaktoren TGFB1 und FGF2 in allen Proben ähnlich exprimiert. Auch für Marker der osteogenen Differenzierung wie Osteokalzin, Bone Sialoprotein und die alkalische Phosphatase wurden keine Unterschiede in der Genexpression gefunden. PTHrP, VEGF und HIF1α waren in allen Proben gleich hoch exprimiert.

Die Ergebnisse zeigen, dass das Gewebe in Frakturspalten von Pseudarthrosen nach 9 Monaten sich hinsichtlich der Expression von Markern für osteogene Differenzierung und Vaskularisierung nicht von frühen Kallusproben bei zeitgerechter Frakturheilung unterscheiden. Die hohe Expression von BMP4 und BMP7 bei verzögerter Heilung deutet darauf hin, dass das Scheitern des Heilungsprozesses nicht durch einen Mangel an osteogenen Faktoren im Frakturspalt zu erklären wäre. Vielmehr scheinen im Kallusgewebe selbst 9 Monate nach Fraktur noch osteogene Induktoren aktiv zu sein. So sollten, um zu einem besseren Verständnis der Pseudarthrose zu kommen, die Faktoren identifiziert werden, die diesen Induktoren entgegenwirken.