Ergebnisse fluoreszenzmikroskopischer Untersuchungen zur Knochenheilung unter direkter Stimulation mit bipolaren Impulsströmen und mit dem Interferenzstromverfahren im Tierexperiment

Zusammenfassung

An 42 mischrassigen Kaninchenbastarden beiderlei Geschlechts mit einem Mindestgewicht von 3 500 g und einem Alter zwischen Ÿ und 1 Jahr wurde eine proximale Tibiaosteotomie gesetzt und als Adaptationsosteosynthese verplattet. Über proximal und distal angelegte Elektroden erfolgte die Elektrostimulation. Es kamen bipolare Impulsströme mit dem Mittelwert 0, realisiert in einer CC-Schaltung als Dauerstimulation (f = 1 Hz, v = 1:2, I = ±50 μA) sowie das Interferenzstromverfahren für 4 Stunden täglich (f = 3 900 und 4 000 Hz, I = 1 mA) zur Anwendung.

Über eine Versuchsdauer von 32 Tagen erfolgte in 8tägigen Abständen die polychrome Fluoreszenzmarkierung mit Tetraverine, Alizarin, Fluorexon, Xylenolorange und Calcein. Die Einbettung erfolgte nach einem Kaltpolymerisationsverfahren. Die 7-10 μm starken Knochenhartschnitte wurden am Fluoreszenzmikroskop Ergaval vermessen.

Es fand sich bei der normalen Knochenbruchheilung eine Verminderung des Havers'schen Umbaues zwischen dem 8. und 16. Tag, die gleichbedeutend mit einer physiologischen Verzögerung der Knochenbruchheilung ist. Unter Elektrostimulation war diese Verzögerung nicht nachweisbar. Der Beschleunigungseffekt der Knochenbruchheilung durch Elektrostimulation ist im Überspringen der physiologischen Wachstumsverzögerung begründet.

Abstract

42 cross-breed rabbit bastards of either sex were osteotomized on the left proximal third of the tibia. A teflonisolated stable plating was made by means of the polychromatically KF-AO-instrumentarium. The animals were fluorescentlabelled in weekly intervals.

Tetraverinex, alizarin complexon, fluorexon, xylenol orange and calceine were used as colours.

The animals were stimulated in the bipolar squaretopped pulse current procedure (1 Hz and 10 Hz, resp., ±25 and ±50 μA, resp., intensity, permanent stimulation) or in the interference current procedure (oscillation frequency 100 Hz, intensity 1 mA, 4 hours daily). An osteotomized group served as a control. The undecalcified bone sections were quantitatively measured in the area of the periosteal and endoosteal accummulation seams as well as in the area of the Haversians canals and compared by means of multiple variance analyses.

A delay in the Haversian remodelling within the first 2 weeks was found in the animals only osteotomized. This delay could not be detected in all electrically stimulated groups.

The electrical stimulation leads to a shortening of the fracture healing period by skipping the physiologically occurring delay of the Haversian remodelling in fractures and osteotomies.

Further on there was derived a growth function of the osteones as a regression function r (t) = a + β · e^γt. For the rabbit the concrete formula expression r (t) = 50.9 · e^{-0.094 · t} + 17.4 for the animals not treated and r (t) = 42.9 · e^{-0.067 · t} + 8.5 for the electrical stimulated animals has been found. An increase of the physiologically apparently already taking its optimal course of growth into the osteones by the electrical stimulation was to be observed over all periods. But it could not be proved statistically significant.

By electrical stimulation a new strong Haversian remodelling begins intracortical after a delay of two weeks. These findings are to be proved only under electrical stimulation.