Please use this identifier to cite or link to this item: doi:10.22028/D291-30087
Title: Einfluss von Erythropoietin auf die Frakturheilung im murinen Ischämiemodell
Author(s): Osche, David Benedikt
Language: German
Year of Publication: 2019
Place of publication: Homburg/Saar
SWD key words: Frakturheilung
Erythropoietin
Tierversuch
DDC notations: 610 Medicine and health
Publikation type: Doctoral Thesis
Abstract: Einfluss von Erythropoietin auf die Frakturheilung im murinen Ischämiemodell Erythropoietin (EPO) fördert die Blutbildung im Knochenmark und stimuliert die Angiogenese über die Expression von Wachstumsfaktoren wie VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor). Verschiedene Studien konnten bereits zeigen, dass die Behandlung mit EPO die Frakturheilung verbessert. Dies ist wahrscheinlich auf die erhöhte Expression von angiogenen Wachstumsfaktoren im Kallus zurückzuführen. Ziel dieser Studie war es daher, den Einfluss von EPO auf die Frakturheilung im ischämischen Mausmodell zu untersuchen. Insgesamt wurden für die Studie 45 CD-1 Mäuse untersucht. Die Ischämie wurde durch die Ligatur der Arteria femoralis superficialis im Bereich der rechten unteren Extremität induziert. Anschließend wurden die Femora geschlossen frakturiert und mit einer intramedullären Kompressionsschraube osteosynthetisch versorgt. Den Tieren wurden täglich 500 IE/kg Körpergewicht EPO intraperitoneal appliziert. Die Kontrollgruppe erhielt die äquivalente Menge Kochsalzlösung. 2 und 5 Wochen postoperativ wurden die Knochen biomechanisch, histologisch, radiologisch (Röntgen, Micro-Computertomographie) sowie mittels Western Blot untersucht. Biomechanisch zeigte sich nach Gabe von EPO 5 Wochen postoperativ eine signifikant höhere Biegesteifigkeit im Vergleich zur Kontrolle. Histologisch konnte sowohl nach 2 Wochen als auch nach 5 Wochen ein signifikant höherer Anteil an Knochengewebe und ein geringerer Anteil an Bindegewebe im Kallus nachgewiesen werden. In der CT-Auswertung zeigte sich 2 Wochen postoperativ nach Gabe von EPO ein größeres Knochenvolumen im Vergleich zur Kontrollgruppe. In den Western Blot Untersuchungen zeigte sich im Kallus der mit EPO behandelten Tiere eine höhere Expression des angiogenen Wachstumsfaktors CYR61 (Cysteine-rich angiogenic inducer 61) sowie von OPG (Osteoprotegerin) und RANKL (Receptor Activator of NF-κB Ligand). Interessanterweise hatte die Behandlung mit EPO keinen signifikanten Einfluss auf die Expression von VEGF. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Behandlung mit Erythropoietin den Remodelingprozess beschleunigt und die Frakturheilung signifikant verbessert.
The influence of erythropoietin on fracture healing in an ischemic murine model Erythropoietin (EPO) induces hematopoiesis in the bone marrow and stimulates angiogenesis through expression of different growth factors. Former studies could show that the treatment with EPO improves fracture healing. This might be due to an increased expression of angiogenic growth factors in the fracture callus. Therefore, we studied the influence of EPO on fracture healing in an ischemic murine fracture model. In this study, a total number of 45 CD-1 mice were used. Ischemia was induced through a ligature of the profound femoral artery in the lower right extremity. A closed fracture of the femora was created and stabilized using an intramedullary compression screw. The animals received 500 IE/kg bodyweight EPO intraperitoneally daily. The control group received an equivalent amount of saline solution. 2 and 5 weeks after fracture, the bones were analyzed using biomechanical, histological, radiological (x-ray, Micro-CT) and Western Blot methods. Biomechanical analysis at 5 weeks after fracture showed a significantly higher bending stiffness after treatment with EPO compared to the control group. Histologically, the amount of bone tissue was significantly higher and the amount of fibrous tissue was significantly reduced in the EPO treated animals 2 and 5 weeks after fracture. The micro-CT-analysis showed also a higher bone volume in the callus after EPO treatment at 2 weeks after fracture compared to the controls. The Western Blot analysis showed a higher expression of the angiogenic growth factor CYR61 (Cysteine-rich angiogenic inducer 61) and OPG (Osteoprotegerin) / RANKL (Receptor Activator of NF-κB Ligand). Interestingly, EPO did not effect the expression of VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor). In conclusion, the treatment with EPO accelerates the remodeling process and improves fracture healing in an ischemic fracture model.
Link to this record: urn:nbn:de:bsz:291--ds-300877
hdl:20.500.11880/28860
http://dx.doi.org/10.22028/D291-30087
Advisor: Histing, Tina
Date of oral examination: 5-Dec-2019
Date of registration: 12-Mar-2020
Faculty: M - Medizinische Fakultät
Department: M - Chirurgie
Professorship: M - Prof. Dr. Tim Pohlemann
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