TRAP 5b als Biomarker für die frühe Detektion einer aseptischen Prothesenlockerung in einem Tiermodell

Einleitung Die aseptische Prothesenlockerung führt häufig zu einem Implantatversagen im Knochen. Derzeit kann die aseptische Prothesenlockerung nur durch eine Kombination aus Anamnese, klinischer Untersuchung und radiologischen Methoden diagnostiziert werden. Da die Prothesenlockerung durch eine erhöhte periprothetische Knochenresorption verursacht wird, bieten Knochenbiomarker ggf. die Möglichkeit der Früherkennung. In der vorliegenden Studie wurde der Verlauf von Knochenstoffwechselparametern in einem Rattenmodell der abriebpartikelinduzierten Implantatlockerung untersucht.

Methode 60 weibliche OVX-Wistar-Ratten im Alter von 18 Wochen wurden nach dem Zufallsprinzip in eine Versuchsgruppe (n=50) und eine Kontrollgruppe (n=10) eingeteilt. Allen Tieren der Versuchsgruppe wurde eine linke Tibia-Hemiarthroplastik implantiert, und über eine Diffusionspumpe wurden kontinuierlich Polyethylenpartikel in das operierte Gelenk infundiert, um eine aseptische Implantatlockerung zu induzieren. Alle Tiere der Kontrollgruppe wurden einer Scheinoperation unterzogen Die Blutentnahme erfolgte präoperativ alle 42 Tage, einmal am Tag der Operation und postoperativ alle 7 Tage. Im Serum wurden Osteocalcin (OC) und Prokollagen Typ I N-Propeptid (PINP), das C-terminale Typ I Kollagen-Telopeptid (CTX) und die TRAP 5b als Parameter des Knochenstoffwechsels bestimmt.

Ergebnisse Eine histologisch nachweisbare aseptische Prothesenlockerung war aufgrund des verwendeten Modells ab Tag 28 zu erwarten. OC zeigte postoperativ in der Experimental- und der Kontrollgruppe einen nahezu identischen Verlauf. PINP erreichte postoperativ immer signifikant höhere Konzentrationen in der Experimentalgruppe (p<0,05). CTX wies in der Experimentalgruppe an Tag 14 und 21 signifikant höhere postoperative Konzentrationen auf (p<0,05), ansonsten zeigte es im Vergleich zur Kontrollgruppe einen nahezu identischen Verlauf. TRAP 5b zeigte postoperativ in der Experimentalgruppe stets eine signifikant höhere Aktivität als in der Kontrollgruppe (p<0,05).

Diskussion Die TRAP 5b-Serumaktivität war zeitlich vor und während der ersten histologischen Veränderungen signifikant erhöht und könnte daher als Prädiktor für aseptische Prothesenlockerungen in Betracht gezogen werden. Die Eignung von TRAP 5b als Prädiktor für eine aseptische Prothesenlockerung wurde in der vorliegenden Studie erstmals beschrieben. Aufgrund des geringen Einflusses von Stoffwechsel, Nahrungsaufnahme und zirkadianer Rhythmik hat TRAP 5b Vorteile für die klinische Anwendung und sollte in weiteren Studien auf seine klinische Eignung zur Erkennung des Anfangsstadiums der aseptischen Prothesenlockerung untersucht werden.

Keywords Implantatlockerung, Knochenstoffwechselparameter, TRAP 5b, Diagnostik

Korrespondenzadresse Andreas A. Kurth, Marienhaus Klinikum Mainz, Zentrum für Orthopädie und Unfallchirurgie, An der Goldgrube 11, 55131 Mainz, Deutschland, E-Mail: [e-mail]

Publication History

Article published online:
16 June 2023