• Basic Science

Ph.D. afhandlingen omhandler effekten af vækstfaktorer på knogleheling undersøgt i in vitro og in vivo studier. Projektet er udført på Biomekanisk Laboratorium, Ortopædisk Hospital, Arhus Universitets Hospital samt på lnstitut for Eksperimentel klinisk Forskning, Vækstfaktorer er peptid signal molekyler som lokalt regulerer celle metabolisme i alle væv. Knoglematrix er reservoir for en række vækstfafaktorer som medvirker til at initierer knogleheling og regulerer knogle remodelering. Specielt vækstfaktoren transforming Growth Factor-B (TGF-B) har en høj koncentration i knoglevæv og har meget potente stimulative effekter på knogleceller. Dette har ført til overvejelser om at anvende TGF-B som in vivo stimulator af knoglenydannelse. Anvendt i kliniske situationer med behov for øget knogledannelse vil en sådan stimulation kunne medføre forbedringer af bl.a. ucementeret endoprotese kirurgi og fraktur kirurgi. ln vitro kemotaksi studie: Vækstfaktores effekter på celledeling af osteoblaster og matrix protein syntese er velbeskrevet. Cellemigration (kemotaksi) er en vigtig cellulær proces ved knogleheling men er mindre velkarakteriseret for osteoblasten. Derfor blev syv vækstfaktorer med kendte metabolisk stimulative effekter på osteoblaster undersøgt for kemotaktiske effekter overfor humane osteoblaster. Microwell chemotaxis chambers blev anvendt som kemotaksi assay. Analysen viste at TGF-B og Platelet Derived Growth factor-BB (PDGF-BB) stimulerede cellemigrationen med 200-300 %, men også vækstfaktorerne lnsulin Growth factor I og ll (lGF I og ll) samt Platelet Derived Growth Factor-AA PDGF-AA kunne stimulere cellemigrationen med 100 %. Knogle defekt studie: Eksperimentelle studier af eksogen stimulation af heling af defekter i knogle er ofte kompromitteret af stor endogen knoglehelings evne hos forsøgsdyr. Vi forsøgte derfor at konstruere en dyre eksperimentel model med hæmmet endogen healing af femur kondyl defekter hos voksne kaniner. Vi fandt at var muligt at hæmme endogen knoglenydannelse i borehuls defekter i femur kondylerne ved hjælp af en titanium cylinder. Heling af den trabekulare knogle I femur kondylerne blev forsøgt stimuleret med 5 pg TGF-B i en methylcellulose gel. Der blev stimuleret med TGF-B i både friske og inhiberede defekter. TGF-B applikation medførte ikke øget knogle dannelse eller forandringer i knoglecelle aktivitet efter 4 uger. Fraktur studie: Hos voksne kaniner blev heling af osteosynteret tibia osteotomi stimuleret med kontinuerlig tilførsel af 1 og 10 mikrogram TGF-B dagligt i seks uger. Den mekaniske styrke og stivhed af osteotomi blev øget med 40-50 % og kallus dannelsen øgedes med ca. 100 %. Knogle remodelering i tibias diafyse ændredes ikke som følge af stimulationen. Det konkluderes at vækstfaktorer specielt TGF-B og PDGF-BB virker kemotaktiske pA humane osteoblaster. Disse vækstfaktorer kan derfor vere vigtige for rekruttering af osteoblaster under knogleheling. Det lykkedes at udforme en defekt helings model hvor endogen knogleheling blev hæmmet v.h.a. en titanium cylinder. I denne model fandtes ingen stimulativ effekt af 5 pg TGF-B i methylcellulose gel. Derimod kunne vi påvise en stimulativ effekt af TGF-B i en stabil osteotomi. Den forøgede mekaniske styrke opstår sandsynligvis p.g.a. en kraftig stimutation at kallus dannelse som danner en øget knoglebro over osteotomien. Disse resultater indikerer at vækstfaktorer\' specielt TGF-B kan anvendes til klinisk relateret stimulation af knogleheling ved anvendelse af den rette applikations form og koncentration.

Download pdf-fil >>