Große segmentale Knochendefekte nach Resektion von Knochentumoren stellen für die orthopädische Chirurgie noch immer eine Herausforderung dar. Zur Rekonstruktion kann unter anderem tumorbefallener Knochen extrakorporal autoklaviert oder bestrahlt und orthotop replantiert werden. Trotz Paßgenauigkeit des Replantats und Fehlen von immunologischen Komplikationen oder Krankheitsübertragung macht eine deutliche Verschlechterung der biomechanischen und biologischen Knocheneigenschaften durch diese Verfahren die Suche nach Alternativmethoden nötig. Hier zeigt sich Hydrostatischer Hochdruck (HHD), der als Sterilisationsverfahren in der Lebensmittelindustrie etabliert ist, als vielversprechende Option. Erste Untersuchungen konnten zeigen, daß HHD bis zu 350 MPa Tumorzellen und Knochenzellen irreversibel schädigt, ohne die biomechanischen Eigenschaften von Knochen, Knorpel oder Sehnen zu verändern. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals die Viabilität von gesunden Knochenzellen nach Hochdruckbehandlung im segmentalen Gewebeverbund untersucht, um die Eignung dieser Technik zur Elimination von Zellwachstum und Reimplantation von Knochenresektaten zu prüfen. Von 36 Patienten wurden nach Entnahme je 3 Spongiosachips Drücken von 150 MPa, 200 MPa bzw. 250 MPa ausgesetzt und für 50 Tage im Zellkulturmodell beobachtet. Eine 10minütige Druckbehandlung von 150 MPa bei 37 °C erwies sich als subletale Druckstufe. 75,9 % der untersuchten Proben zeigten noch eine, dreifach verzögerte, Proliferation. Die Druckbehandlung mit 200 bzw. 250 MPa (10 min, 37 °C) bewirkte die dauerhafte Ausschaltung des Zellwachstums. Dieses Ergebnis konnte exemplarisch durch rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen morphologisch bestätigt werden. Es fand sich desweiteren ein signifikanter Unterschied in der Proliferationsfähigkeit von Zellen unterschiedlichen anatomischen Ursprungs, welcher sich auf die Druckempfindlichkeit jedoch nicht signifikant auswirkte. Begleitend konnten die untersuchten Zellen immunzytochemisch als Osteoblasten und Fibroblasten identifiziert werden. 7 Zusammenfassung 91 Insgesamt ist das Verfahren der Hochdruckapplikation zur Eliminierung von Zellwachstum in Knochensegmenten für die orthopädische Chirurgie eine vielversprechende Möglichkeit, welches besonders durch den Erhalt der biomechanischen und biologischen Eigenschaften gegenüber den etablierten Methoden vorteilhafter erscheint.     «

Große segmentale Knochendefekte nach Resektion von Knochentumoren stellen für die orthopädische Chirurgie noch immer eine Herausforderung dar. Zur Rekonstruktion kann unter anderem tumorbefallener Knochen extrakorporal autoklaviert oder bestrahlt und orthotop replantiert werden. Trotz Paßgenauigkeit des Replantats und Fehlen von immunologischen Komplikationen oder Krankheitsübertragung macht eine deutliche Verschlechterung der biomechanischen und biologischen Knocheneigenschaften durch diese Ver...     »

Reconstruction of bone defects caused by malignant tumors is carried out in different ways. At present, tumor-bearing bone segments are devitalized mainly by extracorporeal irradiation or autoclaving but both methods have substantial disadvantages. In this regard, high hydrostatic pressure (HHP) treatment of bone is a new advancing technology which has been used in preclinical testing to inactivate normal cells and tumor cells without alteration of the biomechanical and biological properties of bone, tendons or cartilage. The aim of this study was to examine the ex vivo effect of HHP on cell growth of normal freshly resected small human bone segments. For this, bone segments of 5x5x5 mm in size obtained during surgery from 36 patients with non-malignant bone disease were exposed to HHP levels of 0, 150, 200 and 250 MPa for 10 min at 37° C. Following HHP-treatment, specimens were placed into cell culture and observed for cell outgrowth for 50 days. In control samples (0 MPa), rapid outgrowth of cells was observed. HHP-treatment of 150 MPa, however, resulted in reduced outgrowth of cells from these bone specimens; at 200 and 250 MPa no outgrowth of cells was detected. These results are in line with scanning electron microscopic images of treated and untreated bone specimens. At 150 MPa bone cells exhibited drastic changes in cell morphology as exemplified by cell membrane ruffling. Furthermore, a significant difference in proliferating ability could be detected between bone cells of variable anatomical origin. However, this difference did not significantly affect the sensitivity to HHP. In concomitant observation, the studied bone cells could be immunocytochemically identified as osteoblasts and fibroblasts. Therefore, in orthopedic surgery, HHP is considered as a novel, promising methodical approach for bone sterilization, including tumor cell inactivation, without alterating the biomechanical and biological properties of bone before subsequent reimplantation.     «

Reconstruction of bone defects caused by malignant tumors is carried out in different ways. At present, tumor-bearing bone segments are devitalized mainly by extracorporeal irradiation or autoclaving but both methods have substantial disadvantages. In this regard, high hydrostatic pressure (HHP) treatment of bone is a new advancing technology which has been used in preclinical testing to inactivate normal cells and tumor cells without alteration of the biomechanical and biological properties of...     »