Z Orthop Ihre Grenzgeb 2002; 140(3): 281-285
DOI: 10.1055/s-2002-32479
Extrakorporale Stoßwellentherapie
Originalarbeit
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Extrakorporale Stoßwellen induzieren
ventral-periostale Knochenneubildung außerhalb der Fokuszone -
Ergebnisse einer In-vivo-Untersuchung am Tiermodell

Extracorporeal shock waves induce ventral-periosteal new bone formation out
of the focus zone - results of an in-vivo animal trial
T.  Tischer1, 2 , S.  Milz1 , H.  Anetzberger2, 3 , P.  E.  Müller2, 3 , D.  C.  Wirtz4 , C.  Schmitz5 , F.  Ueberle6 , M.  Maier2, 3
  • 1Anatomische Anstalt
  • 2Institut für Chirurgische Forschung
  • 3Orthopädische Klinik, Ludwig-Maximilians-Universität, München
  • 4Orthopädische Universitätsklinik Aachen
  • 5Institut für Anatomie und Zellbiologie, RWTH Aachen
  • 6Firma Dornier Medizin Technik, Wessling
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Publication History

Publication Date:
25 June 2002 (online)

Zusammenfassung

Studienziel: Bekannt ist, dass hochenergetische extrakorporale Stoßwellen, fokussiert auf das intakte distale Kaninchenfemur, eine periostale Knochenneubildung innerhalb der Fokuszone induzieren. In dieser experimentellen Studie wurde daher überprüft, ob 10 Tage nach Stoßwellenapplikation auf das intakte distale Kaninchenfemur auch außerhalb der Stoßwellenfokuszone, das heißt am proximalen Femur, eine periostale Knochenneubildung auftritt. Methode: Bei 18 Chinchilla-Bastard-Kaninchen (Gruppen A, B, C; je n = 6 Tiere) wurden Stoßwellen unterschiedlicher positiver Energieflussdichte (A 1,2 mJ/mm2, B 0,9 mJ/mm2, C Scheinbehandlung) auf jeweils ein distales Femur fokussiert. Untersucht wurde nicht das distale, sondern nur das außerhalb des Stoßwellenfokus gelegene proximale Femur. Der neugebildete Knochen des proximalen Femurs wurde mittels Fluoreszenzmarkierung dargestellt. In der fluoreszenzmikroskopischen Auswertung der 100 µm dicken Methylmetacrylatschnitte wurde die maximale Dicke der ventral-periostalen Knochenneubildung des proximalen Femurs bildanalytisch vermessen. Ergebnisse: Die maximale ventral-periostale Knochenneubildung außerhalb des Stoßwellenfokus war in Gruppe A statistisch signifikant höher als in Gruppe B (p = 0,007) und Gruppe C (p = 0,001). Die maximale proximale ventral-periostale Knochenneubildung außerhalb des Stoßwellenfokus in Gruppe B zeigte gegenüber Gruppe C keinen signifikanten Unterschied (p = 1,0). Schlussfolgerung: Nach extrakorporaler Stoßwellenapplikation am distalen Kaninchenfemur kommt es, in Abhängigkeit von der applizierten positiven Energieflussdichte, auch am außerhalb des Stoßwellenfokus gelegenen proximalen Kaninchenfemur zu einer gesteigerten ventral-periostalen Knochenneubildung.

Abstract

Aim: It is known that high-energy extracoproreal shock waves, focussed to the intact distal rabbit femur, induce periosteal new bone formation whithin the focus zone. This study was done to investigate whether there is additionally new bone formation outside of the focus zone, i. e., in the proximal femur, 10 days after shock wave application to the distal rabbit femur. Method: 18 adult Chinchilla-Bastard rabbits were randomly divided into three groups (A, B, C; each n = 6). One distal femur of each animal was focussed for shock wave application with different positive energy flux densities (A 1.2 mJ/mm2, B 0.9 mJ/mm2, C sham treatment). Only the proximal femur outside the shock wave focus was investigated. Here periosteal new bone formation was evaluated by fluorescent labelling. The maximum thickness was measured by means of computer-assisted image analysis. Results: Maximum ventral-periosteal new bone formation outside the shock wave focus was significantly increased in group A compared to group B (p = 0.007) or group C (p = 0.001). In contrast, the maximum ventral-periosteal new bone formation outside the shock wave focus demonstrated no statistically significant difference in group B compared to group C (p = 1.0). Conclusion: Depending from the amount of positive energy flux density applied to distal rabbit femur a significantly increased ventral-periosteal new bone formation results in the proximal rabbit femur outside the shock wave focus.

Literatur

  • 1 Vogel J, Rompe J D, Hopf C, Heine J, Burger R. Die hochenergetische extrakorporale Stoßwellentherapie (ESWT) in der Behandlung von Pseudarthrosen.  Z Orthop Ihre Grenzgeb. 1997;  135 145-149
  • 2 Ikeda K, Tomita K, Tokayama K. Application of extracorporeal shock wave on bone: preliminary report.  J Trauma. 1999;  47 946-950
  • 3 Rompe J D, Rosendahl T, Schöllner C. High-energy extracorporeal shock wave treatment of nonunions.  Clin Orthop. 2001;  387 102-111
  • 4 Wang C J, Chen H S, Chen C E, Yang K D. Treaetment of nonunions of long bone fractures with shock waves.  Clin Orthop. 2001;  387 95-101
  • 5 Heller K D, Niethard F U. Der Einsatz der extrakorporalen Stoßwellentherapie in der Orthopädie - eine Metaanalyse.  Z Orthop Ihre Grenzgeb. 1998;  136 390-401
  • 6 Delius M, Draenert K, Al Diek Y, Draenert Y. Biological effects of shock waves: in vivo effect of high energy pulses on rabbit bone.  Ultrasound Med Biol. 1995;  21 1219-1225
  • 7 Ikeda K, Nakatani A, Tomita K, Takayama K. Application of extracorporeal shock wave on bone. In: Sturtevant B (ed) Proceedings of 20th International Symposium on Shock Waves. London; World Scientific 1995: 1655-1660
  • 8 Maier M, Milz S, Tischer T, Refior H J, Delius M. New bone formation induced by high-energetic extracorporeally applied shock waves in a rabbit model.  Cells Tissues Organs. 2000;  166 53
  • 9 Maier M, Ueberle F, Rupprecht G. Physikalische Parameter extrakorporaler Stoßwellen.  Biomed Tech (Berl). 1998;  43 269-274
  • 10 Maier M, Saisu T, Beckmann J, Delius M, Grimm F, Hupertz V, Milz S, Nerlich A, Refior H J, Schmitz C, Ueberle F, Weiler C, Messmer K. Impaired tensile strength after shock-wave application in an animal model of tendon calcification.  Ultrasound Med Biol. 2001;  27 665-671
  • 11 Ogden J A, Toth-Kischkat A, Schultheiss R. Principles of shock wave therapy.  Clin Orthop. 2001;  387 8-17
  • 12 Valchanou V D, Michailov P. High energy shock waves in the treatment of delayed and nonunion of fractures.  Int Orthop. 1991;  15 181-184
  • 13 Tadrous P J. Methods for imaging the structure and function of living tissues and cells: 3. Confocal microscopy and micro-radiology.  J Pathol. 2000;  191 345-354
  • 14 Wang F S, Wang C J, Huang H J, Chung H, Chen R F, Yang K D. Physical shock wave mediates membrane hyperpolarization and ras activation for osteogenesis in human bone marrow stromal cells.  Biochem Biophys Res Commun. 2001;  287 648-655

Dr. med. Markus Maier

Orthopädische Klinik der Ludwig-Maximilians-Universität München, Klinikum Großhadern

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