Ultraschalleffekte auf humane Knochenzellkulturen

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In jüngster Zeit wurde mehrfach über die erfolgreiche Behandlung schlecht heilender Frakturen mit niedrig gepulstem Ultraschall berichtet. Über den Mechanismus der verbesserten Kallusheilung und die Effekte, die der Ultraschall auf die am Heilungsprozeß beteiligten Gewebe hat, ist allerdings wenig bekannt. Aus eigenen Vorarbeiten wissen wir, daß die mechanische Dynamisierung einer Fraktur die knöcherne Durchbauung fördert und daß zyklische Dehnung humaner Osteoblasten in vitro zu einer Zunahme osteogener Aktivitäten wie Zellzuwachs und Matrixbildung führt. Aus diesen Arbeiten zogen wir den Schluß, daß die dehnungsbedingte Aktivierung der knochenbildenden Zellen die Kallusheilung begünstigt. Ob die Verbesserung der Kallusheilung durch Ultraschallbehandlung ebenfalls auf diesem Effekt beruht, ist nicht bekannt, zumal die applizierten Energien sehr klein sind. Die Ergebnisse der mechanischen Dehnung lassen sich aus diesem Grund nicht ohne weiteres auf den Ultraschall übertragen. Ziel dieses Projekts ist es daher, den Einfluß von Ultraschall auf Knochenzellaktivitäten zu untersuchen, um die Mechanismen aufzuklären, welche der Knochenbildung bei der Kallusheilung nach Ultraschallbehandlung zugrunde liegen. Humane Osteoblasten sollen hierzu mit einem speziell entwickelten Ultraschallgerät, das zur Ultraschallapplikation in der Zellkultur geeignet ist, beschallt werden. Die Ultraschallwirkung wird durch die Protein- und Genexpressionsanalyse verschiedener Zellproliferations- und Differenzierungsmarker und Wachstumsfaktoren, die bei der Heilung eine Rollen spielen, ermittelt.