TY  - THES
A1  - Emmert, Janne
T1  - Vergleich der Osteoinduktivität von rhBMP-2 und rhBMP-2-Mutanten : eine Untersuchung im heterotopen Rattenmodell
T1  - Comparison of bone induction by rhBMP-2 and rhBMP-2 mutants
N2  - Das Ziel der vorliegenden Arbeit war, am heterotopen Tiermodell die osteoinduktive Potenz von zwei gentechnisch veränderten BMP-2-Mutanten T3 und T4 zu untersuchen und mit dem humanen BMP-2 Wildtyp zu vergleichen. Als Träger der verschiedenen Proteine dienten Zylinder aus inaktiver, boviner, kollagener Knochenmatrix (ICBM, „insoluble collagenous bone matrix“) mit einer Länge von 10mm und einem Durchmesser von 5mm, welche in die Oberschenkelmuskulatur von Sprague-Dawley-Ratten implantiert wurden. Dabei wurde die BMP-2-Mutante in den linken Oberschenkel und rhBMP-2 als Referenz in den rechten Oberschenkel implantiert. Die Konzentration der Morphogene bzw. von rhBMP-2 betrugen 0,25, 0,5, 1, 2 und 4µg. Zum Vergleich kamen Leerproben der ICBM-Träger ohne Morphogen. Während des Versuchszeitraums von 28 Tagen wurden die Ratten am 5., 11., 17., 23. und 28. vital geröntgt und mittels Fluoreszenzfarbstoffe markiert. Die Auswertung erfolgte quantitativ durch eine Röntgenverlaufskontrolle und die intravitale polychrome Sequenzmarkierung, sowie qualitativ durch die histologische Untersuchung von Trenndünnschliffen. Die röntgenologische Analyse zeigte, dass die BMP-2-Mutante T4 bei allen Proteinkonzentrationen sowohl die größte als auch die schnellste Knochenbildungsrate aufwies. Das Morphogen T3 induzierte die geringsten Knochenflächen. Bei allen drei Morphogenen konnte erst ab einer Proteindosis von 0,5µg eine Knochenneubildung festgestellt werden. Die kleinste Dosis von 0,25µg lag unter dem Schwellenwert für eine Induktion der Knochenbildung. Insgesamt war eine Dosisabhängigkeit zu erkennen, je höher die Proteindosis, desto größer war die gebildete Knochenfläche. Hohe BMP-Konzentrationen führten jedoch auch zu einer schnelleren Stagnation des Knochenwachstums. Die Auswertung der Fluoreszenzmikroskopie bestätigte die röntgenologischen Ergebnisse. Bei der histologischen Untersuchung der Trenndünnschliffe konnten keine morphologischen Unterschiede zwischen den Morphogenen festgestellt werden. Der ICBM-Zylinder verknöcherte je nach Proteinkonzentration unterschiedlich stark. Bei der Höchstkonzentration 4µg des Morphogens T4 oder rhBMP-2 war ein kompletter Umbau des Trägers zu mineralisierten Knochen mit hämatopoetischem Knochenmark zu beobachten. Insbesondere bei den mittleren Dosierungen von 1µg und 2µg bewies die neuartige BMP-2-Mutante T4 überragende osteoinduktive Eigenschaften in bezug auf die Geschwindigkeit und das Ausmaß der beobachteten Ossifikation. Für die spätere klinische Anwendung eröffnet der Einsatz von Mutanten mit verstärkter Bindung an die extrazelluläre Matrix die Möglichkeit, die notwendige Morphogendosis zu reduzieren und so Kosten zu sparen.
N2  - The aim of this study was to compare the osteoinductive effect of the BMP mutants T3 and T4 with the human BMP-2 in a rat model (ectopic location). The carrier of BMPs was a collagenous bone matric (ICBM) of standardized size (10mm lenght, 5mm diameter)which were placed in the femur muscle of the rats. The BMP-2 mutants were implanted into the left and rhBMP-2 into the right femur with a concentration of 0,25, 0,5, 1, 2 and 4µg. The presence of the induced bone formation was evaluated radiologically and with an in vivo labelling technique at the day 5, 11, 17, 23 and 28. We prepared sections by the cutting-grinding technique for histological examination. The radiological evaluation showed that the largest bone formation was induced in the group of the BMP-2 mutant T4. T3 only showed a few ratio of new bone. With the concentration of 0,25µg protein no osteoinduction was observed. All morphogenes induced dose-dependent bone formation in muscle tissue of the rats. The size of the observed ossification depended on the amount of implantad BMP-2/T4/T3. The implantation of ICBM-carriers with 4µg BMP-2 or T4 resulted in the ossification of the complete carrier with functional active bone marrow. The study demontrated that the BMP-2 mutant T4 induced heterotopic bone formation at lower concentrations than natural BMP-2 or the T3 mutant.
KW  - Osteoinduktion
KW  - BMP-2
KW  - BMP-2-Mutanten
KW  - bone induction
KW  - BMP-2
KW  - BMP-2 mutants
Y1  - 2004
UR  - https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/opus4-wuerzburg/frontdoor/index/index/docId/667
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7764
ER  -