Etablierung und Validierung eines Polytraumamodells der Maus zur in vivo Analyse der posttraumatischen Immunantwort und Interaktion von hämorrhagischen Schock und Frakturheilung

Etablierung und Validierung eines Polytraumamodells der Maus zur in vivo Analyse der posttraumatischen Immunantwort und Interaktion von hämorrhagischen Schock und Frakturheilung

Kleber C, Becker C, Reinhold JM, Malysch T, Tsitsilonis S, Duda GN, Schmidt-Bleek K, Schaser KD

Fragestellung: Extremitätenverletzungen und der hämorrhagische Schock (hS) gehören zu den führenden Verletzungen des Polytraumas. Die posttraumatische Immunantwort wird durch den hS beeinflusst und interagiert mit der Frakturheilung. Der prognostische Effekt des hämorrhagischen Schocks auf die Frakturheilung wird kontrovers diskutiert.

Ein valides Tiermodell der Maus, welches eine Kombination aus Frakturen (Fx) mit einem hS simuliert und eine Immunmodulation erlaubt, fehlen bislang.

Deshalb entwickelten wir nach Genehmigung der Tierexperimente ein neues Polytraumamodell der Maus, welches für die Einzelverletzungen bereits standardisierte Modelle (hS; Fx: Femurosteotomie+ Fixateur ext.; Tibiafraktur+ Nagel) sequentiell kombiniert.

Methodik: 12-14W alte Mäusen (20-22 g) wurden nach 1 Woche Akklimatisierung in Inhalationsnarkose mit i.p. Buprenorphin-Analgesie operiert. Zur intraoperativen Überwachung wurde ein EKG mittels Nadelelektroden angelegt. Initial erfolgte die Induktion des hS: Präparation A. carotis rechts, Anlegen einer Ligatur kranial, Gefäßclip distal, mikrochirurgische Arterotomie, Einführen eines PE Schlauches, Induktion des Schockes durch sequentielle Blutentnahme (mittleren art. Blutdruckes Zielwert 35±5 mmHg), art. BGA, nach 60min Substitution des 1,5fachen Blutverlustes, Ligatur, Entfernung Katheter.

Stand: Erzeugung der Femur-Fx (lat. Längsinzision am li. Oberschenkel, stumpfe Präparation zwischen M. vast. lat. und bizeps fem. bis zur Femurdiaphyse, Anbringen des MouseExFix und Osteotomie mittels Gigli-Sägedraht) und Tibia-Fx (maximale Flexion Knie li., Stichinzision medial des Lig. patellae, antegrade intramed. Nagelung mittels Stahlkanüle), Fx mittels 3-Punkt Biegetechnik. Histologische Untersuchung der Schockorgane (Lunge, Milz; 3 mm Paraffin-Schnitte, HE Färbung, Zählung stab./segmentkernige Granulozyten und Messung der posttraumatischen IL-6 Konzentration mittels ELISA (R&D Systems).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Im Rahmen des Experiments beobachteten wir eine Mortalität von 20%.

Es konnte in Analogie zur klinischen Situation ein suffizienter hS induziert werden (pH 7,17, BE -13, Laktat 29). Die Schockorgane (Lunge, Milz) zeigte 24h nach Trauma signifikant höhere Granulozyteninfiltration (p 0,02; 0,012). Die IL-6-Kinetik verlief analog zu unseren klinischen Daten mit Maximum zwischen 6-24h nach Trauma. Die Frakturheilung zeigte im Vergleich zu den Einzelmodellen vergleichbare Resultate im Mikro-CT.

Die klinischen relevanten Modelle des hS und der Femur-/Tibia-Fx konnten erstmals am Mausmodell erfolgreich kombiniert werden. Die standardisierte Erzeugung dieser Verletzungen ist aufgrund der Anatomie und Physiologie der Maus mikrochirurgisch schwierig, erlaubt aber erstmals eine in vivo Analyse/Modulation der posttraumatisch Immunantwort und quantitative Analyse der Interaktion und Kinetik von hS und Frakturheilung (Antikörper, Knockout).

 

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR22-831

doi: 10.3205/14dkou564urn:nbn:de:0183-14dkou5647

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