Bone Histomorphology May Be Unremarkable in Diabetes Mellitus

Abstract

Background and Purpose:

Histomorphological studies on bone in human diabetes mellitus are scarce. The aim of this study was to observe the histomorphological appearance of bone in amputation specimens from feet of patients with diabetes mellitus.

Material and Methods:

Routine histopathology reports on 45 amputation specimens were evaluated, provided the osteotomy was located in unaffected bone tissue. The bone morphology of regions affected with gangrene and/or osteomyelitis was considered, as well as the morphology at the dissection margin at a distance from the affected parts. The specimens were obtained from 43 diabetic patients, most of whom exhibiting the so-called neuroischemic diabetic foot with infection. The patients' age ranged from 50 to 92 years, duration of diabetes from 0 to 52 years; polyneuropathy was present in 36, peripheral ischemic vessel disease (PIVD) in 30, and renal failure in 24 of them, respectively.

Results:

There were 22 clinical cases of osteomyelitis, 20 cases of gangrene (including three cases of necrosis without surrounding inflammation), and three cases of pressure ulcer, which were treated by amputation of 24 toes, and resection of 21 metatarsal bones, respectively. Histomorphology showed osteomyelitis (n = 29), bone necrosis (n = 1), myelofibrosis (n = 8), and normal bone (n = 7) at the affected sites, compared to normal bone (n = 26), myelofibrosis (n = 12), and osteoporosis (n = 7) at the osteotomy sites. In cases of clinical gangrene, bones were also affected by osteomyelitis, but less so than in cases of clinical osteomyelitis (8/18 vs. 22/22; p < 0.001). Bone tissue at the osteotomy sites was normal – with some myelofibrosis – in both conditions.

Conclusion:

This pilot study shows that histomorphology of unaffected foot bone is mostly not abnormal in diabetic patients with neuropathy and PIVD. Further study is necessary to corroborate this preliminary evidence of absence of a “diabetic osteopathy” in the diabetic foot.

Zusammenfassung

Hintergrund und Ziel:

Es gibt kaum histomorphologische Untersuchungen des Knochens bei Diabetes mellitus. Ziel dieser Studie war die Auswertung der Knochenhistologiebefunde von Amputaten, die bei Eingriffen an den Füßen von Patienten mit Diabetes mellitus gewonnen wurden.

Material und Methodik:

Routinehistologieberichte über Fußknochen, die wegen Osteomyelitis bzw. Gangrän abgetragen wurden, wurden nach Fällen durchsucht, bei denen der Knochenabsetzungsrand frei von Osteomyelitis bzw. Gangrän war. Insgesamt wurden 45 solcher Befundberichte von 43 Patienten mit zumeist neuroischämischem Fuß und Infektion gefunden. Die Patienten waren 50–92 Jahre alt, die Diabetesdauer betrug 0–52 Jahre; 36 Patienten litten an Polyneuropathie, 30 an peripherer arterieller Verschlusskrankheit und 24 an chronischer Niereninsuffizienz.

Ergebnisse:

Klinisch bestanden in 22 Fällen eine Osteomyelitis, in 20 Fällen eine Gangrän (drei Fälle von Nekrose ohne Begleitinfekton eingeschlossen) und in drei Fällen ein penetrierendes Druckulkus. Insgesamt wurden 24 Zehen und 21 Metatarsalknochen amputiert. Die Histologie der befallenen Knochenabschnitte ergab Osteomyelitis in 29 Fällen, Knochennekrose in einem Fall, Markfibrose in acht Fällen und unauffälligen Knochen in sieben Fällen. Demgegenüber wurde der Knochenbefund an den Absetzungsrändern 26-mal als unauffällig beurteilt, zwölfmal wurde dort Markfibrose und siebenmal Osteoporose diagnostiziert. In acht der 18 Fälle von klinischer Gangrän (und in 22 der 22 Fälle von klinischer Osteomyelitis) war im Knochen histologisch Osteomyelitis nachweisbar (p < 0,001). An den Absetzungsrändern war sowohl bei klinisch als auch histologisch definierter Osteomyelitis bzw. Gangrän das Knochengewebe unauffällig (in einigen Fällen mit Markfibrose).

Schlussfolgerung:

Diese Pilotstudie zeigt, dass die Histologie der nicht von Gangrän oder Osteomyelitis befallenen Knochenabschnitte am Fuß von diabetischen Patienten mit Polyneuropathie und peripherer arterieller Verschlusskrankheit zumeist unauffällig ist. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um diese ersten Hinweise auf das Nichtvorhandensein einer „diabetischen Osteopathie“ am diabetischen Fuß zu bestätigen.