Cytostaticahaltiger Knochenzement: Neue Aspekte in der Behandlung maligner Knochentumoren

Summary

Radical surgery in malignant bone tumors can either be limited by anatomical structures or seems inadequate in the palliative stabilization of bone metastases. Incomplete removal of the tumor and stabilization by compound osteosynthesis or endoprosthesis contains two problems: 1) the wide spread of malignant cells by manipulation in the tumor bearing area; 2) progressive destruction of bone due to remaining tumor. To overcome these problems we developed methotrexate bone cement (MTX-Palacos) with the aim to obtain high local concentrations of methotrexate in order to destroy remaining tumor cells and avoid systemic side effects. In vitro studies showed that methotrexate is released continuously from this cement without relevant changes of its biomechanical properties. Animal studies with transplanted osteosarcomas and mamma carcinomas in mice showed a considerable decrease of tumor growth when a plug of MTX-Palacos was inserted in the center of the tumor. Histological findings showed that in the surroundings of the plug the tumor was destroyed considerably contrary to normal bone cement which had no effect on the tumor at all. The results are discussed with regard to clinical application of MTX-Palacos.

Zusammenfassung

Eine radikal-chirurgische Entfernung maligner Knochentumoren ist bei ungünstiger Lokalisation nicht immer möglich oder erscheint bei der palliativen Stabilisierung von Knochenmetastasen nicht gerechtfertigt. Die zwangsläufig unvollständige Tumorentfernung und Stabilisierung durch Verbundosteosynthese oder Endoprothese birgt dabei 2 Probleme: 1. die Verschleppung von Mikrometastasen infolge Manipulation im Tumorge-webe; 2. die fortschreitende Knochendestruktion durch verbleibende Tumorreste. Aus diesem Grunde entwickelten wir einen Methotrexat-haltigen Knochenzement (MTX-Palacos) mit dem Ziel, durch Freisetzung des Cytostaticums in hoher lokaler Konzentration verbleibendes Tumorgewebe zu vernichten bei gleichzeitiger Vermeidung systemischer Nebenwirkungen. In-vitro-Versuche zeigten, daß MTX kontinuierlich in cytostatisch wirksamer Konzentration freigesetzt wird, ohne daß die biomechanischen Eigenschaften des Zementes relevant verändert waren. Tierexperimentelle Untersuchungen an transplantierten Osteosarkomen nach Mamma-Carcinomen der Maus ergaben nach zentraler Implantation eines MTX-Palacosstiftes in die Tumoren eine deutliche Verlangsamung des Tumorwachstums. Histologische Untersuchungen zeigten eine breite Nekrosezone des Tumors um den Zementstift, während hingegen normaler Knochenzement keinerlei Veränderungen im angrenzenden Tumorgewebe verursachte. Diese Ergebnisse werden hinsichtlich einer möglichen klinischen Anwendung von MTX-Palacos diskutiert.