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Neue Horizonte für die In-vivo-Bestimmung wesentlicher Aspekte der Knochenqualität

Zeitschrift: Osteologie
ISSN: 1019-1291
Thema:

Osteologische Biomaterialien

Ausgabe: Hefte von 2013 (Vol. 22): Heft 3 2013 (169-248)
Seiten: 223-233

Neue Horizonte für die In-vivo-Bestimmung wesentlicher Aspekte der Knochenqualität

Mikrostruktur und Materialeigenschaften, bestimmt mit Quantitativer Computertomografie und Quantitativen Ultraschallmethoden, entwickelt durch das BioAsset Konsortium

C.-C. Glüer (1), M. Krause (2), O. Museyko (3), B. Wulff (4), G. Campbell (1), T. Damm (1), M. Daugschies (1), G. Huber (5), Y. Lu (5), J. Peña (1), S. Waldhausen (1), J. Bastgen (1), K. Rohde (1), S. Breer (2), I. Steinebach (6), F. Thomsen (1), M. Amling (2), R. Barkmann (1), K. Engelke (3), M. Morlock (5), J. Pfeilschifter (6), K. Püschel (4)

(1) Sektion Biomedizinische Bildgebung, Klinik für Radiologie, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel; (2) Institut für Osteologie und Biomechanik, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf; (3) Institut für Medizinische Physik, Universität Erlangen; (4) Institut für Rechtsmedizin, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf; (5) Institut für Biomechanik, Technische Universität Hamburg-Harburg; (6) Osteologisches Forschungszentrum Essen, Alfried Krupp Krankenhaus Steele, Essen

Stichworte

Osteoporose, Knochenqualität, quantitativer Ultraschall, Mineralisierung, hochauflösende Quantitative Computertomografie, Finite Elemente Analyse

Zusammenfassung

Das Biomechanically founded individualised osteoporosis Assessment and treatment (BioAsset)-Konsortium führt experimentelle und klinische Studien zu skelettalen Effekten von Bisphosphonaten durch. Neue diagnostische Verfahren zur Analyse von Wirbelkörperproben von Spendern mit dokumentierter Bisphosphonateinnahme über 0 bis > 5 Jahre wurden entwickelt. Mittels thorakolumbaler Quantitativer Computertomografie (QCT) und hochauflösender QCT (HRQCT) wurden Knochenmineraldichte (BMD), Mikrostrukturvariablen und Materialeigenschaften, insbesondere Mineralisierung, untersucht. Finite Element (FE)-Modellierung dient der Bestimmung der Wirbelkörperbruchlast. Ein neues Quantitatives-Ultraschall (QUS)-Gerät zur Messung anisotroper kortikaler Materialeigenschaften der Tibia wurde konstruiert. Ein signifikanter Zusammenhang von Mineralisierung und (Dauer der) Bisphosphonattherapie konnte mit Mikro-CT und HRQCT nachgewiesen werden. Das thorakolumbale QCT-Protokoll ermöglichte eine Dosisreduktion von 60 % gegenüber Standardprotokollen. Eine Finite-Elemente-Analyse zeigte BMD und Trabekelanzahl als unabhängige Determinanten der Bruchlast. Mit dem neuen QUS-Tibia-Gerät konnte die akustische Anisotropie von Referenzmaterialien bestimmt werden. Die Daten dokumentieren erweiterte Diagnosemöglichkeiten zur Abschätzung von Knochenfragilität durch die neuen Verfahren. Parallel durchgeführte klinische Studien sollen die Frage der optimalen Dauer von Bisphosphonattherapie klären.

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