Temperaturabhängige Variationen der Knochendichte in der Quantitativen Computertomographie (pQCT) beim biologischen Präparat

Temperaturabhängige Variationen der Knochendichte in der Quantitativen Computertomographie (pQCT) beim biologischen Präparat

Busse D, Colcuc C, Busse AT, Steinhausen E, Gensior T, Martin W, Rixen D

Fragestellung: In vielen Studien konnte gezeigt werden, dass die Knochendichte ein wesentlicher Faktor für die biomechanische Stabilität ist. Somit stellt die Messung der Knochendichte eine wesentliche Säule bei der biomechanischen Untersuchung in/am biologischen Knochenmaterial dar. Die Messung der Knochendichte mittels der pQCT ist dabei ein etabliertes Verfahren.

Ziel der Studie war es die Veränderung der Knochendichte in Bezug auf die Temperatur des Präparates zu ermitteln.

Methodik: Als biologische Präparate dienten 20 Femura vom Schwein (3 Monate alte Tiere). Die Knochen wurden direkt nach der Schlachtung auf -24°C herunter gekühlt (Phase FROST1).

In diesem Zustand erfolgte dann die erste Knochendichtemessung. Gemessen wurden dabei die trabekuläre und die kortikale Dichte. Weiterhin wurde auf anatomische Variationen hin untersucht.

Nach erster Messung wurden alle Knochen über einen Zeitraum von 2 Tagen unter Raumtemperatur (20°C) aufgetaut (Phase TAU1). Unter Raumtemperatur erfolgte dann der zweite Messdurchgang.

Die Verifikation der Präparatemperatur erfolgte dabei mittels Infrarotmessung.

Das CT wurde dabei mit einer Schichtdicke von 0,75 mm gefahren.

Die Knochendichte wurde mit dem etablierten Verfahren der pQCT (Phantom + CT Fa. Siemens Somatom 16) bestimmt. Ermittelt wurden dabei Dichtewerte im physikalischen Sinne (mg Ca-HA/ml).

Als Messpunkt diente dabei jeweils der Femurkopf für die Knochendichte. Die Veränderungen der Abschwächung der Röntgenstrahlen wurden am Condylus med./lat. und an der Patella gemessen.

Alle Messungen wurden am Präparat jeweils dreimal durchgeführt und die Ergebnisse folgend gemittelt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Anatomische Variationen wurden bei den untersuchten Schweinefemura nicht gefunden.

Als Mittelwerte(MW)/Median(MD) (angegeben in mg Ca-HA/ml). Beim ersten Gefrieren wurden Dichtewerte trabekulär von 340/329 und kortikal 430/418 gemessen. MW/MD nach dem ersten Auftauen ergaben trabekulär 334/320 und kortikal 405/396.

Die Standardabweichung (SD) für die trabekulären Werte war im gefrorenen Zustand 36,4 im getauten Zustand 36,3. Für die kortikalen Werte ergab sich im gefrorenen Zustand eine SD von 56,3 und getaut von 67,6.

Beim Vergleich der Knochendichte trabekulär gefroren versus trabekulär getaut ergab sich ein signifikanter Unterschied (p Wert <0,05). Beim Vergleich der Knochendichte kortikal getaut versus kortikal gefroren ergab sich zwar kein signifikanter Unterschied aber eine deutliche Tendenz (p Wert 0,07).

Es besteht für die trabekuläre Struktur im Schweinepräparat eine signifikante Variation der Knochendichte in Bezug auf die Temperatur (gefroren versus getaut). Die Knochendichte ist hier gefroren signifikant größer als getaut.

Bei der kortikalen Knochendichtemessung ist eine deutliche Tendenz zu erkennen, hier sollte zur weiteren Festigung die Gruppengröße erhöht werden.

Da die biomechanische Stabilität bei Testungen von Osteosynthesen wesentlich auch von der Knochendichte beeinflusst wird ist hier von einer Beeinflussung durch die Temperatur auszugehen.

 

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocSA33-393

doi: 10.3205/14dkou578urn:nbn:de:0183-14dkou5787

Published: October 13, 2014
© 2014 Busse et al.
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