Eine antiosteolytische Therapie bewahrt die Trabekelstruktur und die mechanischen Eigenschaften des Knochens in Tumorosteolysen

Zusammenfassung.

Fragestellung: Da über den Effekt von tumorinduzierten Osteolysen auf die Mikroarchitektur des Knochens und die Knochenmasse wenig bekannt ist, haben wir die Technologie der Mikro-Computer-Tomographie (μCT) in einem etablierten Tiermodel zur Bestimmung der Knochenqualität in Tumorosteolysen angewandt. Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Analyse der Veränderungen der Mikrostruktur des Knochens durch den Tumor und der Einfluss einer interventionellen antiosteolytischen Therapie mit einem Bisphosphonat. Methode: Zur Bestimmung der Knochenmasse und der Mikrostrukturparameter in Tumorosteolysen wurden 60 Rattenfemora, nach der Implantation von Walker-256-Tumorzellen und einer interventionellen Therapie mit einem Bisphosphonat, in einem μCT mit 200 Schnitten mit einem Schnittabstand von 30 μm gemessen. Zur Beurteilung der biomechanischen Eigenschaften der Knochen wurden alle Femora einem Torsionstest unterzogen und die maximale Torsionskraft und die Steifigkeit berechnet. Ergebnisse: Es zeigte sich klar, dass die Osteoklasten vermittelte Resorption des Knochens zu einer signifikanten Abnahme der Knochenmasse, der Knochenstabilität und der Mikrostrukturparameter führte. Eine Abnahme der Anzahl der Trabekel um 32 %, der Dicke der Trabekel um 11 %, des Knochenvolumens um 43 % und eine Zunahme des Abstandes der Trabekel von 83 % in den Osteolysen zeigen klar die Zerstörung des trabekularen Knochens durch den Tumor. Eine interventionelle Behandlung der Tiere mit einem Bisphosphonat resultierte in einer Zunahme des Knochenmineralgehaltes um 56 % und der maximale Torsionskraft um 72 % gegenüber den unbehandelten Kontrollknochen. Das Knochenvolumen nahm unter einer interventionellen Behandlung um 106 % zu, der Abstand der Trabekel nahm um 73 % ab und die Trabekeldicke nahm um 95 % zu. Schlussfolgerung: Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass eine Therapie mit dem Bisphosphonat Ibandronat von großem Vorteil in Bezug auf die Knochenqualität in Tumorosteolysen ist.

Purpose of the study: Little is known about the effect of a tumor on the trabecular architecture, therefore we employed an animal model for the assessment of bone quality in tumor osteolysis to determine the alterations of the trabecular architecture in tumor osteolysis and after an interventional treatment with a bisphosphonate. Methods: To assess the bone mass and the micro-architecture of the trabecular bone in tumor osteolysis we employed a micro-computed tomography system. For the assessment of the mechanical properties of the treated and non-treated tumor-bearing bones we used a torsion test. Results: The presence of a tumor in bone resulted in a reduction of bone mass, stability and architectural parameters. An interventional treatment of the animals with a bisphosphonate increased the bone mineral content, mechanical and architectural parameters compared to the non-treated, tumor-bearing animals. Conclusions: These results clearly show a beneficial effect of an antiosteolytic treatment with a bisphosphonate in regard of bone quality in tumor-induced osteolysis.

Schlüsselwörter:

Tumorosteolysen - Trabekelstruktur - Knochenqualität - Bisphosphonattherapie

Key words:

Bone quality - tumor osteolysis - trabecular architecture - bisphosphonate treatment

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