Quantitative Micro-CT der forcierten Osteoporoseinduktion durch Ovariektomie und multidefiziente Diät

M Kampschulte; M Faulenbach; H Möllmann; G Schlewitz; R Schnettler; L Duerselen; A Ignatius; C Heiss; GA Krombach; AC Langheinrich

doi:10.1055/s-0033-1346602

RöFo - Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der bildgebenden Verfahren, Inhaltsverzeichnis

Quantitative Micro-CT der forcierten Osteoporoseinduktion durch Ovariektomie und multidefiziente Diät

M Kampschulte ¹, M Faulenbach ¹, H Möllmann ¹, G Schlewitz ², R Schnettler ², L Duerselen ³, A Ignatius ³, C Heiss ², GA Krombach ¹, AC Langheinrich ⁴

¹Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Standort Gießen, Radiologie, Gießen
²Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Standort Gießen, Unfallchirurgie, Gießen
³Universität Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm
⁴BG Unfallklinik, Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Frankfurt/Main

Abstract

Ziele: Ziel dieser Studie ist es, den Einfluss von Ovariektomie und multidefizienter Diät auf die funktionellen Eigenschaften und die Mikroarchitektur des Knochens mittels biomechanischer Testung und Mikro-CT zu charakterisieren. Methode: 14 Wochen alte weibliche Sprague-Dawley Ratten wurden getötet (n = 10), ovariektomiert (OVX, n = 40) bzw. scheinoperiert (n = 40). Die OVX-Tiere wurden mit einer Kalzium-, Vitamin D2/D3-, Soja-, Phytoöstrogen- und Phosphorfreien Diät gefüttert. Nach Euthanasie zum Zeitpunkt von 1, 3, 12 und 14 Monaten nach Schein-OP bzw. OVX wurden die Tibiae entnommen, in Formalin fixiert, im mikro-CT (SkyScan® 1072) mit 8 µm isotroper Voxelkantenlänge untersucht und anschließend softwarebasiert (SkyScan® CT-Analyser) quantifiziert. Zusätzlich wurde im Alter von 3 Monaten eine biomechanische Testung von Torsionssteife und Biegefestigkeit durchgeführt. Ergebnis: Ein Monat nach OVX wiesen die Mikro-CT basierten Morphometrieparameter relative bone volume (BV/TV), trabecular thickness (Tb.Th.), trabecular number (Tb.N.), trabecular separation (Tb.Sp.) keine signifikanten Unterschiede zwischen Sham- und OVX+Diät-Gruppen auf. Bereits drei Monate nach OVX+Diät und fortlaufend über 12 und 14 Monate waren o.g. Parameter signifikant (p <0,01) vermindert (BV/TV; Tb.Th, Tb.N.) bzw. angehoben (Tb.Sp.). Die biomechanische Testung zeigte zum 3-Monats-Zeitpunkt eine signifikante Minderung der Torsionssteife (p <0,05). Zusätzlich entwickelte sich im kortikalen Knochen der 12 bzw. 14-Monats-OVX-Diätgruppen eine erhebliche Porosität. Schlussfolgerung: Mikro-CT und biomechanische Testung zeigen im Modell der multidefizient ernährten OVX-Ratte morphometrische wie auch biomechanisch-funktionelle Eigenschaften einer Osteoporose. Das Tiermodell könnte damit für die Testung von Knochenersatzmaterialien im osteoporotischen Knochen geeignet sein.

Korrespondierender Autor: Kampschulte M

Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Standort Gießen, Radiologie, Klinikstr. 33, 35392 Gießen

E-Mail: marian.kampschulte@radiol.med.uni-giessen.de

Mikro-CT - Osteoporose-Induktion - OVX-Ratte