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Knochenneubildung durch extrakorporale Stoßwellen

Einfluss der Energieflussdichte

New bone formation by extracorporeal shock waves

Dependence of induction on energy flux density

  • Leitthema
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Der Orthopäde Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Hintergrund

Ziel dieser Arbeit war, zu überprüfen, ob die Induktion der Knochenneubildung durch extrakorporale Stoßwellen auch ohne das in der Literatur propagierte Vorliegen kortikaler Frakturen und Periostablösungen möglich ist.

Methode

Extrakorporale Stoßwellen mit Energieflussdichten zwischen 0 mJ/mm2 (Scheinbehandlung) und 1,2 mJ/mm2 wurden in vivo auf distale Kaninchenfemora appliziert (1500 Impulse, Frequenz 1 Hz). An den Tagen 5–9 wurde Oxytetrazyklin injiziert, nach 10 Tagen wurden die Tiere getötet. Histologische Schnitte beider Femora aller Tiere wurden mittels Breitbandfluoreszenzmikroskopie sowie Kontaktradiographie auf periostale und endostale Knochenneubildung, periostale Ablösung, kortikale Frakturen und Kallusbildung untersucht.

Ergebnisse

Stoßwellen der Energieflussdichten 0,9 mJ/mm2 und 1,2 mJ/mm2 führten zu periostaler Knochenneubildung bei gleichzeitigem Vorliegen von kortikalen Frakturen und periostaler Ablösung. Nach Stoßwellenbehandlung mit einer Energieflussdichte von 0,5 mJ/mm2 konnten eindeutige Zeichen der periostalen Knochenneubildung ohne kortikale Frakturen oder periostale Ablösung beobachtet werden.

Schlussfolgerung

Die Ergebnisse dieser Studie stehen im Gegensatz zur bisherigen Meinung in der Literatur, dass Knochenneubildung durch extrakorporale Stoßwellen nur durch das Erzeugen von kortikalen Frakturen und einer periostalen Ablösung möglich ist.

Abstract

Background

The purpose of this study was to test the hypothesis that shock waves can induce new bone formation even without cortical fractures and periosteal detachment as suggested in the literature.

Methods

Extracorporeal shock waves with energy flux densities between 0 mJ/mm2 (sham treatment) and 1.2 mJ/mm2 were applied in vivo to the distal femoral region of rabbits (1500 pulses at 1 Hz frequency each). Oxytetracycline was injected on days 5–9 and the animals were sacrificed on day 10. Sections of both femora of all animals were investigated with broadband fluorescence microscopy and contact microradiography for new periosteal and endosteal bone, periosteal detachment, cortical fractures, and trabecular bone with callus.

Results

Shock waves with energy flux densities of 0.9 mJ/mm2 and 1.2 mJ/mm2 resulted in new periosteal bone formation in the presence of cortical fractures and periosteal detachment. After application of shock waves with energy flux density of 0.5 mJ/mm2, clearly detectable signs of new periosteal bone formation were observed without cortical fractures or periosteal detachment.

Conclusions

The results of this study challenge the current view in the literature that the creation of cortical fractures and periosteal detachment are prerequisites for new bone formation mediated by extracorporeal shock waves.

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Danksagung

Wir danken Prof. Dr. med. A. Nerlich, Prof. Dr. med. M. Delius, Prof. Dr. med. Dr. h. c. R. Putz, Prof. Dr. rer. nat. H. Korr und Prof. Dr. med. Dres. h. c. K. Messmer für die uneingeschränkte Unterstützung dieser Arbeit. G. Adams und C. Dinter danken wir für ihre Hilfe bei der Versuchsdurchführung bzw. der Aufarbeitung der Präparate.

Interessenkonflikt:

Der korrespondierende Autor versichert, dass keine Verbindungen mit einer Firma, deren Produkt in dem Artikel genannt ist, oder einer Firma, die ein Konkurrenzprodukt vertreibt, bestehen.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Orthopädische Klinik, Ludwig-Maximilians-Universität , München

    M. Maier, J. Hausdorf & H. J. Refior

  2. Anatomische Anstalt, Ludwig-Maximilians-Universität , München

    T. Tischer & S. Milz

  3. Institut für Pathologie, Ludwig-Maximilians-Universität , München

    C. Weiler

  4. Department of Psychiatry and Neuropsychology, Division of Cellular Neuroscience, University of Maastricht, Netherlands

    C. Schmitz

  5. Orthopädische Klinik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Marchioninistraße 15, 81377 , München

    M. Maier

Authors
  1. M. Maier
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  2. J. Hausdorf
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  3. T. Tischer
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  4. S. Milz
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  5. C. Weiler
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  6. H. J. Refior
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  7. C. Schmitz
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Corresponding author

Correspondence to M. Maier.

Additional information

Die Arbeit wurde gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; MA 2175/2–1) und die Friedrich-Baur-Stiftung, Ludwig-Maximilians-Universität München (0084/1999; 0094/1998).

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Maier, M., Hausdorf, J., Tischer, T. et al. Knochenneubildung durch extrakorporale Stoßwellen. Orthopäde 33, 1401–1410 (2004). https://doi.org/10.1007/s00132-004-0734-0

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00132-004-0734-0

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