Induktion der osteogenen Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen durch Crosstalk mit Osteoblasten

Induktion der osteogenen Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen durch Crosstalk mit Osteoblasten

Schmal H, Glück M, Alini M, Stoddart M, Südkamp NP, Salzmann GM

Fragestellung: An der natürlichen Knochenheilung sind sowohl Osteoblasten (OB) als auch mesenchymale Stammzellen (MSC) beteiligt, eine Zellkombination, die auch das Potential für Tissue Engineering Applikationen hat. Ziel dieser Studie war die Analyse des Einflusses von OB auf die osteogene Differenzierung von MSC unter Berücksichtigung der optimalen Zellkulturbedingungen und des Einflusses von TGFβ.

Methodik: Humane OB und MSC wurden in einer in vitro trans-well Ko-Kultur über 28 Tage untersucht. Die Kalzifizierung wurde spektroskopisch mit der optischen Dichte (OD) bei 450 nm und durch eine Alizarin-Rot-Färbung quantifiziert. Eine Analyse auf mRNA Niveau erfolgte mittels real time PCR.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: In der Ko-Kultur mit OB kam es zur osteogenen Differenzierung der MSC, wobei sich bei einer Konzentration von 1% fetalem Kälberserum (FCS) die meiste Kalzifizierung im Vergleich zu höheren FCS-Anteilen des Standarddifferenzierungsmediums zeigte (p<0,05). Verglichen mit einer Kultur von reinen MSC oder OB fand sich eine Zunahme der OD bei 450 nm im Zeitverlauf bei allen Kulturen, die höchsten Werte ergaben sich jedoch am Ende in der Ko-Kultur MSC/OB (p<0,05). Es bestand erwartungsgemäß ein erheblicher Niveauunterschied zwischen der MSC-Negativkontrolle und den Kulturen mit OB. Diese Ergebnisse konnten mit der Alizarin-Rot-Färbung bestätigt werden. Das osteogene Differenzierungspotential wies erhebliche interindividuelle Unterschiede auf. Eine Vorhersage gelang durch Korrelation der OD 450 nm-Werte und der mRNA-Expression von Alkalischer Phosphatase (ALP) mit der population doubling rate (PDR) in der Expansionsperiode, wobei sich statistisch signifikante Zusammenhänge zwischen Proliferationsrate und Differenzierungspotential sowohl für OB als auch für MSC zeigten (p<0,0001). Durch den Zusatz von TGFβ kam es zur Inhibition der Kalzifizierung bei gleichzeitiger Hochregulation von Kollagen Typ I und Sp7-mRNA sowie Suppression von ALP (p<0,05).

Die Ergebnisse bestätigen die Induktion der osteogenen Differenzierung von MSC durch benachbarte OB am ehesten bedingt durch Sekretion parakriner Faktoren. Die Differenzierungsfähigkeit weist individuelle Unterschiede auf, welche durch eine Bestimmung der Proliferationsrate vorhergesagt werden kann. TGFβ scheint dabei die ersten Differenzierungsschritte zu unterstützen, die endgültige Kalzifizierung jedoch zu inhibieren.

 

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR13-397

doi: 10.3205/14dkou486urn:nbn:de:0183-14dkou4866

Published: October 13, 2014
© 2014 Schmal et al.
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Smartphone-Nacken und SMS-Daumen: Presse- und Medienspiegel

Smartphone-Nacken und SMS-Daumen:

Presse- und Medienspiegel zur Pressekonferenz des BVdO am 19.11.2018

 

Anbei finden Sie den Pressespiegel zum Thema „Smartphone-Nacken und SMS-Daumen, der im Rahmen der Pressekonferenz des BVdO am 19.11.2018 erstellt wurde.

 

 

Zusammenhang zwischen Adipositas, Arthrosegrad und Schmerzempfinden ambulanter Patienten

Zusammenhang zwischen Adipositas, Arthrosegrad und Schmerzempfinden ambulanter Patienten

Schaumburger J, Bruy M, Baier C, Tingart M, Lüring CM, Grifka J, Beckmann J

Fragestellung: Vor dem Hintergrund widersprüchlicher Aussagen war es Ziel der vorliegenden Arbeit, die Existenz eines Zusammenhangs zwischen Adipositas und dem Vorliegen oder der Ausprägung von Arthrosekriterien und der Stärke des subjektiven Schmerzempfindens am typischen Patientengut einer orthopädischen Hochschulambulanz zu evaluieren.

Methodik: Untersuchung von 250 Patienten einer Arthrose-spezifischen Hochschulambulanz. Die Diagnose wurde einerseits möglichst objektiv durch klinische und radiologische Diagnostik fachärztlich gesichert. Ferner wurden den Patienten ein Fragebogen zu allgemeinen Angaben und ihrer Erwartungshaltung, einem gering modifiziertem WOMAC sowie SF-36 vorgelegt, das subjektive Schmerzempfinden wurde mittels einer visuellen Analogskala (VAS) quantifiziert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Bei den objektivierbaren Arthrosekriterien (K&L Score) konnten wir bei den adipösen Patienten keine höhere, ja eine tendenziell sogar eher geringer ausgeprägte Arthrose feststellen. Hinsichtlich des Schmerzempfindens und der Erwartungshaltung konnten wir jedoch einen signifikanten Anstieg mit steigendem BMI nachweisen. Ferner konnten wir eine signifikante negative Korrelation bei Patienten mit einem BMI>30 und dem Alter nachweisen, jedoch korrelierten Alter und Schmerzen bei Patienten mit BMI>30 positiv. Alle Patienten einer Arthrosesprechstunde leiden unabhängig ihrer objektiven Kriterien unter einer deutlichen Einschränkung sowohl der physischen als auch psychischen gesundheitsbezogenen Lebensqualität. Patienten mit deutlichem Übergewicht scheinen ein verstärktes Schmerzempfinden zu haben, und suchen mit einer röntgenologisch objektivierbar geringer ausgeprägten Arthrose bereits zu einem früheren Zeitpunkt eine ärztliche Konsultation. Ebenso konnten wir mit Hilfe des SF 36 nachweisen, dass die von uns untersuchten Patienten unter einer deutlichen Einschränkung sowohl der physischen als auch psychischen gesundheitsbezogenen Lebensqualität leiden.

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocTI21-1451
doi: 10.3205/14dkou006, urn:nbn:de:0183-14dkou0068
Published: October 13, 2014
© 2014 Schaumburger et al.

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Elektrofeldtherapie wirkt gegen Muskelkater

Elektrofeldtherapie wirkt gegen Muskelkater

EFORT

Schwache pulsierende Magnetfelder helfen überlasteten Muskeln dabei, sich schneller zu regenerieren. Wie Forscher auf dem Europäischen Orthopädiekongress (EFORT) zeigten, verschwindet der Muskelkater bei Marathonläufern durch die Anwendung der Elektrofeldtherapie rascher und eine frühere Rückkehr auf das gewohnte Bewegungspensum ist möglich.

Berlin, 25. Mai 2012 – Muskelkater zählt zu den häufigsten Beschwerden im Sport überhaupt. Eine wirksame Form der Behandlung ist die pulsierende Elektrofeldtherapie (Pulsed Electomagnetic Field Therapy, PEMF), berichteten dänische Forscher auf dem 13. Kongress der European Federation of National Associations of Orthopaedics and Traumatology (EFORT) in Berlin. Bei der von ihnen getesteten Methode schickt man kurze Magnetimpulse durch verletztes Gewebe, die dort Ströme auslösen und so zur Zellreparatur anregen sollen. „Wir konnten zeigen, dass sich ein späterer Muskelkater bei Marathonläufern durch die pulsierende Elektrofeldtherapie reduzieren lässt“, sagte Studienleiter Prof. Dr. Sten Rasmussen, orthopädischer Chirurg am Aalborg Hospital (Dänemark).

Abbremsen erzeugt Mini-Risse im Muskel

Zeitverzögerter Muskelkater ist jener Schmerz, der meist erst Stunden nach hoher Belastung bestimmter Muskelpartien auftritt. Als Verursacher gelten Mikrorisse in den Sarkomeren, den kleinsten funktionellen Einheiten im Muskelgewebe, die beim Abbremsen von Bewegungen entstehen. In den Rissen bilden sich Entzündungen, die gemeinsam mit Wasser Ödeme bilden und den Muskel anschwellen lassen. Werden zwölf bis 24 Stunden später Abfallprodukte aus diesen Rissen befördert und treffen auf Nervenzellen, führt das zum typischen Dehnungsschmerz.

Magnetimpuls leiert Regeneration an

Viele der verbreiteten Gegenmaßnahmen wie etwa das Dehnen vor und nach dem Training zeigen laut Studien kaum Wirkung, und gut gemeintes Massieren verzögert die Heilung sogar statt sie zu beschleunigen. Positive Ergebnisse für die Schmerzlinderung und Genesung der Muskelfaser liefert hingegen die Wärmebehandlung. Auch die pulsierende Magnetfeldtherapie hat das Potenzial, sich beim Muskelkater etwa nach einem Marathon zu etablieren, zeigten die dänischen Forscher durch die erste randomisierte, Placebo- kontrollierte Doppelblindstudie dieser Art.

Untersuchung an Marathonläufern

Für die Untersuchung ausgewählt wurden 133 Sportler, die an vier Marathonläufen teilnahmen. Nach einem Lauf gab man ihnen ein PEMF-Gerät mit nach Hause, das im Halbsekundentakt und in zwei-Millisekunden-Stößen Sinuswellen von 27,12 Megahertz (MHz) sendet. Dabei wird ein Spitzenwert der Magnetfeld-Flussdichte von 0,05 Gauss (G) erreicht, was im Muskel die durchschnittliche elektrische Feldstärke von 10 mV/cm mit einer Wirkung von 7,3 mW/cm3 hervorruft. Viermal täglich für je 20 Minuten sollten die Probanden das Gerät an den Tagen nach dem Marathon an der schmerzhaftesten Stelle des Oberschenkels anwenden.

Auswertung mit Kniebeugen und Laufstrecke

Was die Versuchsteilnehmer nicht wussten: Bei jedem zweiten ausgegebenen Gerät war das elektromagnetische Feld deaktiviert, was aufgrund der bei der Methode völlig ausbleibenden Sinnesreize aber nicht erkenntlich war. Somit konnten die Forscher die Wirksamkeit der Anwendung gegenüber der Placebo-Gruppe ermitteln. Überprüft wurde dieser Unterschied einerseits anhand einer 90-Grad-Kniebeuge, die die Versuchsteilnehmer dreimal pro Tag durchführen und deren Schmerzintensität sie grafisch darstellen sollten. Zudem erhob man auch, wie lange sie an den Tagen nach dem Marathon jeweils gelaufen waren.

Schnellere Schmerzheilung und längeres Laufen

Tatsächlich zeigte die Therapiegruppe mit aktivierten PEMF-Geräten deutlich bessere Ergebnisse: Am ersten und am zweiten Tag nach dem Marathon war die Schmerzintensität bei ihnen deutlich niedriger als in der Placebo-Gruppe. Eine Bestätigung lieferten die Laufzeiten am Marathon-Folgetag: Mit pulsierender Magnetfeldtherapie schafften es die Sportler auf durchschnittlich 61 Laufminuten, während dies bei der Kontrollgruppe mit 27 Minuten nicht einmal halb so viel war.

Hintergrund EFORT

Die European Federation of National Associations of Orthopaedics and Traumatology, kurz EFORT, ist die Dachorganisation orthopädischer Fachgesellschaften in Europa. EFORT wurde 1991 im italienischen Marentino gegründet. Heute gehören ihr 42 nationale Mitgliedsgesellschaften aus 43 Ländern und sechs assoziierte wissenschaftliche Organisationen an.
EFORT ist eine Non-Profit Organisation. Die teilnehmenden Gesellschaften wollen den Austausch wissenschaftlichen Fachwissens und von Erfahrungen in der Vorbeugung und Behandlung von Krankheiten und Verletzungen des muskuloskelettalen Systems verbessern. EFORT organisiert europäische Konferenzen, Schulungen, Kurse, Foren und Kongresse. Ferner werden von ihr grundlegende und klinische Forschungsarbeiten ins Leben gerufen und unterstützt.

Quelle: EFORT Abstract 3384: Pulsed electromagnetic field therapy reduces delayed onset muscle soreness in marathon runners. A double-blind randomized placebo-controlled study.

Amputierte Leistungssportler – „A class of their own“ oder „Role Model“ für unfallverletzte Patienten?

Amputierte Leistungssportler – „A class of their own“ oder „Role Model“ für unfallverletzte Patienten?

Fabian T, Mutschler M, Otchwemah R, Bouillon B, Tjardes T

Fragestellung: Das Outcome nach einer traumatischen Amputation an der unteren Extremität ist oft nicht zufriedenstellend. Trotzdem schaffen es einige Betroffene, sportliche Höchstleistungen zu erbringen.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es unter Zuhilfenahme klinischer, funktioneller und lebensqualitätszentrierter Outcomeparameter zu evaluieren, in welchen Bereichen sich amputierte Leistungssportler von nicht Sportlern unterscheiden. Des weiteren stellt sich die Frage, ob amputierte Leistungssportler als „Role Model“ in die Betreuung amputierter Unfallpatienten integriert werden sollte.

Methodik: Zehn Teilnehmer der Paralympics 2012 mit einer Amputation an den unteren Extremitäten wurden im Rahmen eines Vorbereitungswettkampfes mit einem Fragebogen befragt. Dieser enthielt Fragen zur Amputationshistorie, Rehabilitation, der sportlichen Aktivität vor und nach der Amputation, der Schmerzanamnese, dem SF-36 Score und dem AmpuPro Score zur Evaluation des funktionellen Outcomes.

Ergebnisse: 10 Athleten (6 m/4 w, Ø 30,7 Jahre, 7 paralympische Medaillen). Amputationsursache war in 6/10 ein Trauma, in 2/10 ein Tumor und in 2/10 eine Malformation. 5/6 traumatischen Amputationen entwickelten postoperativ Stumpfkomplikationen. 3/10 führten eine stationäre, 5/10 eine ambulante Rehabilitationsmaßnahme mit frühzeitiger sportlicher Betätigung durch. Das funktionelle Outcome (Ampu Pro Score) war sehr gut (9/10 erreichten den Maximalwert von 120 Pkt). 7/10 hatten eine leere Schmerzanamnese, 3/10 berichteten über gelegentliche Phantomschmerzen, die in keinem Fall das tägliche Leben beeinflussten. Der SF-36 zeigte bezogen auf das physische Outcome, die Vitalität, die soziale Funktion und der emotionalen Rollenfunktion Werte, die der gesunden Normalpopulation entsprechen. Ausschließlich im mentalen Subscore zeigte die Gruppe der Athleten Werte unterhalb der Normalpopulation.

Schlussfolgerungen: Der Akutverlauf nach einer Amputation ist auch bei sportlich ambitionierten Patienten komplikationsbehaftet. Stationäre Rehamaßnahmen scheinen das funktionelle Outcome nicht positiv zu beeinflußen. Trotz eines optimalen funktionellen Outcomes und einer geringen Schmerzsymptomatik zeigen Spitzensportler ein unterdurchschnittliches mentales Outcome.

Die psychologische Deutung dessen bleibt unklar. Denkbar ist eine Überkompensation der mentalen Defizite durch die sportliche Leistung. In jedem Fall deuten die Ergebnisse des mentalen Subscores darauf hin, dass es eine „Leistungssport Persönlichkeit“ geben könnte – insofern blieben amputierte Leistungssportler bezogen auf die von ihnen erbrachten Spitzenleistungen eine eigene Entität und sollten deshalb nicht als „Role Model“ für amputierte Patienten herangezogen werden.
Der positive Effekt sportbetonter ambulanter Rehabilitationskonzepte, ohne Verweis auf sportliche Höchstleistungen, wird jedoch durch die vorliegenden Daten unterstützt und sollte in stärkerem Umfang als bisher in die Rehabilitation amputierter Unfallpatienten einbezogen werden.

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI24-639
doi: 10.3205/14dkou124, urn:nbn:de:0183-14dkou1243
Published: October 13, 2014
© 2014 Fabian et al.

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