Langenbecks Arch. klin. Chir. 291,338--358 (1959)

Aus der Universit/~tsklinik fiir Kiefer- und Gesichtschirurgie der Charit6 Berlin (Dam~liger Direktor: Prof. Dr. Dr. W. I~OSENT~AL)

tIeteroplastisehe Knochentransplantation unter Cortisoneinflull im Tierversuch*

Von

DIETER SCHLEGEL

Mit 1 Textabbildung in 5 Einzeldars~ellungen

(Eingegangen am 8. Juni 1959)

I~

I~EXER sowie AXttAUSEN und ihre Schulen haben Erkenntnisse er- arbeitet, die in der chirurgischen Praxis nach wie vor als stabiles Funda- ment der Knochentransplantation anerkannt werden. Allerdings haben die in den letzten Jahren entwiekelten Verfahren der Knochenkonser- vierung wieder neu die Frage aufgeworfen, ob unter gegenwgrtigen Ge- sichtspunkten aueh heteroplastisches Material kliniseh brauehbare Re- sultate liefern kann.

Im Sinne des Genius loci der yon AXHAVS~N begr/indeten Berliner Kieferklinik regte daher WOLFOA~O ROSE~THAL eine Kontrolle der klassisehen Lehren unter Beriieksichtigung pharmakodynamiseher Ein- flfisse auf das Implantat an.

Unser Interesse gait besonders den zahlreichen Widersprfichen bei der Heteroplastik. Gerade diese sehon immer umstrittene Teilfrage im Komplex der Transplantationslehre sehien uns zur Gewinnung neuer Einsiehten geeignet.

Man darf mit Recht fragen, ob es sieh lohnt, diese Fragen wieder aufzugreifen; ob in der jiingsten Zeit bessere Einblieke in oder weit- gehendere Einfl/isse auf die Physiologic des Transplantates m6glieh ge- worden sind.

W~hrend der letzten Jahre zeiehneten sieh hierfiir zwei Wege ab : 1. Beein/lussung des Transplantates: a) durch Konservierungs-

verfahren, b) durch Antihistamine; 2. Beein/lussung des Emp/iingerorganismus: a) durch Antibiotica,

b) durch vegetative Umstimmung. Die derzeitigen Grenzen der Konservierungsverfahren haben erst

kfirzlich MAATz, RoT~I u. a. gezogen. Eine Aufbewahrung des Transplantates in Phenothiazinextrakt soll

prim/~r Histamine binden, scheint aber praktiseh kaum Wert zu haben (NAEGELI, SCHNEIDEIr LENTZ). FEDOTENKOW allerdings l and bei Zusatz

* Herrn Professor Dr. Dr. h. c. WOLFOANO I%OSENT]~A5 in tiefer D~nkbarkeit zum 75. Geburtstag.

tIeteroplastische Knochentransplantation unter CortisoneinfluB 339

yon Diprozin zu Knorpelkonserven die antigenen Eigenschaften stark vermindert.

Den Emp/Sngerorganismus selbst zu beein/lussen, ist durch Anti- biotica m6glich geworden, die unvergleichlich viel bessere neilungs- chancen schufen, als sie noch vor 10 Jahren gegeben waren, t I~LL~R erinnerte anl/~Blich des Deutschen Chirurgenkongresses 1957 daran. Die Vermehrung kleiner Bakterienkolonien kann durch diese Heilmittel- grnppe so gehemmt werden, dab der Organismus aktiv die Erreger- invasion fiberwindet. Um solche Mikroinfekte handelt es sieh bei der Knoehentransplantation, da dieser Eingriff auch bei strenger Asepsis schon wegen der Luftkeime nieht absolut steril vor sieh gehen kann. Wenn nun bei der Transplantation k6rpeffremdes Material entweder abgekapselt wird und damit den Charakter eines Sequesters annimmt, oder bestenfalls rasehem Absterben und Umbau unterliegt, so entstand damit frfiher immer ein idealer N/ihrboden fiir die inoculierten Keime. Dank der modernen Chemotherapie verlanfen abet jetzt diese lokalen Fr/ihreaktionen meist reeht blande. Aueh der Rat AX~AVSE~s, das Transplantat trotz Sekretion im Wundbet t zu belassen, kann bei gleieh- zeitiger Gabe yon Antibiotica jetzt viel leiehter befolgt werden, well die Gefahr einer Septieopy~mie gebannt ist. Selbst eine im Hinbliek auf die Infektionsimmunit~t nicht erwfinsehte Nebenwirkung vieler Anti- biotiea wird bei der Transplantation yon Fremdknochen sogar zu begriiBen sein. Wir meinen die Depression der k6rpereigenen Abwehrvorggnge. Von versehiedenen Autoren ist diese Frage bereits abgehandelt worden ( M o L L a ~ , VOGT, E. GABKA, SC~L~G~Z) und wenngleieh man meist zur Ansieht neigt, dag die vorzeitige Bakteriolyse ausreiehende retieulo- endotheliale Reaktionen verhindert, so besteht doeh daneben aueh die MSgliehkeit eines direkten zentralen Antibiotieaeffektes auf das An- laufen der Immunisation. Unter diesem Gesiehtspunkt hgttenwir die Che- motherapie bereits zur vegetativen ,,Blockade" zu rechnen, j enem zweiten Komplex, der das weitere Sehicksal des Transplantates beeinflul3t. Da- bei ist es notwendig, festzuhalten, dal~ Antik6rper, die das Fremd- transplantat zugrunde riehten, wahrseheinlieh aus dem Fermentsystem abzuleiten sind . . . . . . da sie sieh yon den aus der Immunbiologie her bekannten Grundbegriffen allzusehr unterseheiden" (GoHn~a~DT). Trotz dieser Differenzen bestehen aber zweifellos wesentliche Verwandt- sehaften, so dab man nieht die bereits gesieherten Prinzipien der Allergie und Immunbiologie ignorieren kann, ehe uns bessere Arbeitshypothesen weiterhelfen.

Am Anfang der Bemiihungen um eine vegetative Beeinflussung des Emp~/ingers bei Fremdtransplantationen s~ehen Versuche, mit I-Iilfe "con Transplantatextrakten den Empfanger gegeniiber Fremdeiweil3 zu desensibilisieren. Meist wurde dabei allerdings wegen der individuell reeht unterschiedliehen l%eizsehwelle ein

Langenbecks Arch. klin. Chir., ]M. 291 23b

340 DI~ SCHLE~L :

gegensinniger Effekt erzielt, und es kam zur Sensibilisierung. Erfolgversprechend sind dagegen neuere Publikationen yon B1LLINGHAlVl, BRANT und ]~/[EDAWAR, die diesen Plan wieder aufgegriffen haben. Im Experiment injizierten sie Gewebebrei bzw. Blur VOR MEuse- oder Kiihnerembryonen FeteR anderer Rasse, die dann naeh der Geburt entspreehende homoioplast/sche Transplantate infolge der intrauterin erworbenen Toleranz aufnahmen.

BILLINGHAM, KI~OtIN und MEDAWAR konn t e n dureh 10rag Cort iron- ace ta t tag l ich die Lebensdaue r homoioplas t i scher H a u t t r a n s p l a n t a t e bei Tieren auf das Vierfache erh6hen. Sol l ten sich gleiche Ergebnisse bei der K n o c h e n p l a s t i k f inden, so wfirde der gewonnene Ze i t r aum bei re- genera t ionsf reudigem Spanlager durehaus zur au togenen Subs t i t u t i on des I m p i a n t a t e s ausre ichen.

GREENE, WITgELY und TOOLAN gelang die Heterotransplantation yon Carci- nomgewebe unter Cortisoneinflug. KOCH und OsEn reproduzierten das Experiment und konnten eine Korrelation zum Zeitpunkt der Hormongabe herstellen. Ro- ~ANO, COFANO und SC~F~R sahen eine langere Uberlebensdauer beiHaut-Hetero- plastiken. SCOTT, KALZ, DONTENVILLE, MOBEST U. a. bestatigten gleiehfMls die Wirksamkeit der Cortisone in Abhangigkeit ,con Applikationsort und -zeit, und widerlegten damit Mgsso, der keinen EinfluB dieses Stoffes im Sinne des Ent- ziindungsschutzes finden konnte.

Zur theoretisehen Deutung der Mesenehym-Nebe~fierenrindenhormon-Bezie- hung trugen endlich aueh die Befunde yon SCI-IEIFFART]~[ wesentlich bei. SC~IF- FAaTH sah unter EinfluB der Cortisone lymphatisehe Gewebe und Plasmazellen einsehmelzen, die als Produktionsstatte yon Eiweig und Antik6rpern gelten. Auf diese Weise kommt es in der ersten Phase zum Ansteigen der AntikSrper im peri- pheren Blur. Da diese Initialphase aber knapp bemessen ist und dureh bakterielle Belastungen noeh verki~rzt wird, beobachtet man meist nur die Abnahme der Anti- kSrper und damit die erhShte Anfalligkeit in der zweiten Phase der Hormonwirkung. Ein Mag dieser biologisehen Versehiebung ist das Verhalten der fl- und ~-Frakt~on im Blugserum. Der Abfali dieser beiden Fraktionen kann ats sieheres Zeiehen der mesenchymalen Blockade vetwcertet werden.

Kasuistisehe Best&tigung dieser Ansicht ist ein Fall von Good und V~gco, die bei einem Kind mit Agammaglobulin/~mie infolge der absoluten immunisator- isehen Paralyse erfolgreiche ttomoiotransplantationen vornehmen kSnnten.

I n der D/~mpfung der EiweiBspezif i ta t des I m p l a n t a t e s durch den Konse rv ie rungsvorgang 6ffnet sieh, gekoppe l t m i t der Blockade aller- giseher Lokal- und Al lgemeinprozesse ein s innvol ler und auss iehtsre ieher Weg fiir die He te rop las t ik . E in Weg al lerdings, dessen Anfang wit eben erst erre iehten, dessen Bedeu tung aber du t ch GOHm~A~DT ind i r ek t mi t der Fes t s t e l lung umrissen wurde, daS es die sys temat i sehe I m m u n i t s mi t ihrer lokalen Mani fes ta t ion ist, die das Schicksal des T r a n s p l a n t a t e s bes t immt .

Ehe wi t eigene exper imente l le Un te r suchungen in Angriff nahmen, ga l t es, die Marks te ine des bisher igen Weges zu i iberschauen. I n einer Gegeni ibers te l lung der Ans ieh ten yon G. AXHAUS~N und LENTZ zeieh- nen sieh die le tz ten E t a p p e n ab und ~dieser Vergleieh e r l aub t uns, den

Heteroplastisehe Knochentransplantation unter Cortisoneinflug 341

For t schr i t t und die Problemat ik des ganzen Komplexes zu demonstr ieren (T~belle t).

Tabelle 1

G. AXHAVSEN (1909, 1911) LENTZ (1952, 1955)

,,Weft voran steht der frisch entnom- mene periostgedeekte Knoehen des- selben Indiv iduums. . . "

,,Es folgt in m/iBigem Abstand der friseh en~nommene periostgedeekte Knochen eines anderen Individuums derselben Spezies .. 2'

,,Es folgt in weitem Abstand nachein- ander: a) periostloser lebender Knoehen

1. yon demselben Individuum, 2. yon einem anderen Individuum

derselben Spezies, b) arffremder per~ostgedeek~er leben-

der Knoehen, e/ ausgekoehter Knochen, d} mazerierter Knoehen."

,,Mit Abstand am besten wird das frische autoplastisehe Transplantat eingebaut; es beteiligt sich a k t i v . . . "

,,In manehen Fallen kommt das frisehe homoioplastisehe Transpla~l~at dem autoplastisehen sehr n a h e . . , hgufig s i n d . . . Anzeiehen einer heftigen Ab- wehrreaktion.. ."

,,]:)as frische heteroplastische Transplan- tat le is te t . . , dem U m b a u . . . Wider- stand; es ist zu allen Zeiten dem homoioplastischen Transplantat un- terlegen."

,,Die Ab~Stung eines Transplan~ates wirkt bei der Autoplastik hemmend, bei der Heteroplastik wahrscheinlich f6rderlich auf den E i n b a u . . . "

Erg/inzen wir diese Obersicht noeh durch den Bericht von W. AXHAUSEN auf dem XV. KongreB der Soei6t6 Internationale de Chirurgie tiber die biologisehen Grund]agen der freien Knoehen[iberpflanzung, so ergibt sich folgendes Bild:

Tabelie 2

Einheil- tendenz

Osteogenese

Kn6cherner Umbau

A a t o p l a s t i k H o m o i o p l a s t i k H e t e r o p l a s t i k

rasch, reaktionslos

zweiphasige Knoehen- neubildung: naeh 4--5 Tagen vom Transplantat, nach 3 4 Woehen vom Lagerbindegewebe a u s

rasch, vollst/indig yon &uBeren undinneren Oberfl~chen aus

reaktive Bindegewebs- entwicklung, cellu- 1/ire Infiltration, Ex- travasate, verzS- gerte Gef/iB- einsprossung

Regeneration vom Transplantat f~llt aus. 2. Phase wie Autoplastik

langsam, nur yon

au~en l~esorption betont

starke cellulgre Reaktion

wie Homoio- plastik

stark verz6gert

Ein wesentlieher Gewinn der letzten Jahre scheint vor allem darin zu liegen, dab L]~Tz eindeutig feststellen kormte: Die Abt6tung eines Transplantates hat unterschiedliehe Folgen fiir den biologischen Einbau; diese Folgen h/ingen sehr wahrseheinlieh yon der Verwandtsehaft zwisehen Spender und Empf/inger ab; fiir

342 D I ~ g SC~L~L:

die Heteroplastik erh6ht die AbtStung des Materials (z. B. durch Konservierung) die klinische Brauchbarkeit.

Und W. Ax~A~s~ fi~gte erg/~nzend hinzu , , . . . im bildungsstarken kn6cher- nen Lager . . . kann jedes sterile Knochenmaterial zum Ziele fiihren."

I I .

Unsere eigenen Untersuchungen mul]ten also darauf ausgerichtet wer- den, das biologische Verhalten des lconservierten heteroplastischen Knochen- spanes

1. im Weichteillager (nach Lv, XER ,,ersatzunf~higes" Lager), 2. im Knochenlager (nach LEXER, ,ersatzstarkes" Lager), jeweils

isoliert und dann unter pharmako-dynamischem EinfluB zu studieren. Dabei sollte das Interesse nicht allein dem Knochengewebe (Span oder Lager), sondern vielmehr auch dem Gesamtorganismus als Reaktions- tr/iger gelten.

Bisher ha t te man sich eigentlich immer darauf beschr~nkt, die Situ- at ion des Wirtsk6rpers aus den lokalen, klinisch und histologisch faB- baren Ver/~nderungen am Ort der Implan ta t ion zu erschlieBen. Zum besseren Versts des morphologischen Momentbildes wird aber zweifellos auch die mSglichst eingehende Analyse des funktionellen Ab- laufes fiihren. Diese Seite der Transplantationsbiologie schien uns des- halb besonders beachtenswert .

Obwohl schon das Li te ra turs tudium zeigt, dab die Verwendungs- f/~higkeit frischer Fremdknochen offenbar sehr begrenzt ist und kaum praktisches interesse weckt, ber/icksichtigten wir sie in einem Vorver- such und konzentr ier ten uns danach auf die Uberprfifung konservierten Materials.

Uns s tanden homoio- und heteroplastische Knochen in verschiedenen Formen aus der , ,Gewebebank" im Pathologischen Ins t i tu t der Charit6 Berlin 1 zur Verf/igung.

A. M~iuseversuch. Ffir einen Vorversuch s tanden uns 50 weiBe M~use mit einem Durchschni t tsgewicht yon 14 g Zur Verffigung.

Ziel dieser ersten Studie war es, festzuste]len, ob ~llein schon durch die Kon- servierung heteropl~stischer Knochen, bei subcut~ner Implantation verbesserte Einheilchancen gegeben sind. Wir lagerten d~her 25 Tieren frische heteroplastische Sp/~ne paravertebral subcutan ein und 25 weiteren Tieren impl~ntierten wir am gleichen Ort konservierte heteroplustische Sp/ine derselben Gr6Be. Das Ergebnis zeigt eine deutliche ()berlegenheit des Iconeervierten Fremdknochens, d~ bei

1. Implantation frischer Fremdknochen a) nur ein Viertel der Tiere den Ein- griff iiberlebt und b) nur in etwa 10% der F/~lle der Span klinisch inkorporiertwird; w~hrend bei

2. Implantation konservierter Fremdknochen u) etwa die H~lfte der Tiere i~berlebt und b) f~st ein Viertel der Sp/~ne einheilte.

1 Prof. Dr. KETTLER m6chte ich ffir die Uberlassung der Knochenkonserven danken.

Heteroplastisehe Knochentransplantation unter Cortisoneinflug 343

B. Kaninchenversuch . N a c h d e m der Vorversuch gezeigt ha t te , dab zumindes t bei M&usen konserv ie r te he te rop las t i sche Knochen e twas besser einhei len als g le ichar t ige i r ische P r~para te , konn ten wir j e t z t kl/iren, inwiewei t das Lager yon Einf lug auf K n o e h e n i m p l a n t a t e bei p h a r m a k o - d y n a m i s c h e r S teuerung ist. Der Versueh gl ieder te sieh in 4 unterschiedliche Serien mi t je 6 Kan inchen .

1. l~eine Implantation eines konservierten Knochenspanes in sin a) Weichteil- lager, b) Knoehenbett,

2. Implantation a) und b) wie oben unter Penicillinsehutz. Dabei injizierten wir den Kaninchen t~glich intramuskuli~r 50000 E Depotpenicillin bis zu einer Ge- samtmenge yon 500000 E pro Tier im Verlauf yon 10 Tagen.

3. Implantation a) und b) wie oben unter Einflug yon Nebennierenrinden- hormonen. Wir injizierten in dieser Gruppe sin Dehydroeortison in einer Dosierung yon 0~5 cm yro Tier tfiglich intramuskul~r bis zu siner Gesamtmenge yon 5 cm im Ver]auf yon 10 Tagen 1.

4. Implantation a) und b) wie oben unter Einflug yon Penicillin und Neben- nierenrindenhormon. Bei dieser kombinierten Xur erhielten die Tiere t/iglich 50000 E Depot-Penicillin und 0,5 cm 3 Dehydrocortison intramuskular bis zur Ge- samtmenge yon 500000E Penicillin und 5 cm 3 Dehydrocortison. (Trotz dieser maximalen Dosierung konnten keinerlei Nebenwirkungen beobachtet werden.)

W i r ve rwand t en ffir diese or ien t ie rende Serie aus ~ugeren Grt inden K a n i n e h e n yon e twa 2800 g und 12- -15 Monate al t , da es uns nur auf Vergle ichswerte anka ra und d a m i t die i iberdurehsehni t t l i ehe osteogene- t isehe Potenz dieses Versuehst ieres (v. S~]s~E~) n ieh t s t6rend ins Ge- wicht fiel.

Die 6r t l iehen Befunde wurden dureh ob jek t ive Un te r l agen zum Ver- ha l t en des Gesamtorgan i smus erg&nzt.

I m R a h m e n einer anderen Unte rsuchungsre ihe konn t e n wir berei ts erleben, dal] s in d iagnos t i seher W e r t der E lek t rophorese sieher auch da- r in bes teh t , dag sie bei regelm&Biger Wiederho lung den Ablauf des im- munisa to r i sehen Gesehehens s ieh tbar mach t . W i r d dieser Befund noch dureh das per iphere Blu tb i ]d erganzt , so h a b e n wi t in dan Monocyten der Per ipher ie ein K r i t e r i u m der re t ieu]o-h is t ioey ta ren Funk t ion , wer- den sie doch als ,,Mauserungsprodukte" dieses k6rpere igenen Abwehr- sys tems angesehen.

Versuchsanordnung Implantiert wurde allen Versuchstieren der Serie 1--4 ganz schematisch ein

Knochenstiiek ]~tngshMbierte, konservierte Kalbsrippe, in einer GrSge yon 2,5 cm L~nge, 0,5 cm Breite und 0,5 cm Dicks. Der Span bestand aus Compacta und Spongiosa und wnrde immer so eingelagert, dab die spongiSse Partie naeh innen zeigte, die Compacta also unter der Haut lag.

Die Implantation wurde nach Pr&medikation yon 10 mg Megaphen intramusku- l~r in Lokalanaesthesie und untea' aseptisehen Opera~ionsbedingungen und naeh Enthaarung dutch ein chemisches Depilatorium vorgenommen. Bei samtlichen

Zur Anwendung gelangte ,,Fieortril" (Pfizer) mit 25 mg Hydrocortisonacetat in 1 em 3.

34~ DIETER SCHLEGEL:

Tieren der Unter~bteilung a) ~ Weichteillager, begnfig~en wir uns mit dem sub- cutanen, paravertebralen Einsehieben des Transplantates yon einem kleinen Haut- sehnitt aus, naeh Unterminierung mit der Kornzange. Verschlufi der Wunde dureh doppelschichtige Nuht. Bei den Tieren der Unterabteilung b) ~ Knoehenbett, legten wir unter schonendem Abpraparieren der Weichteile die paarigen Knochen der Vorderextremit~t beiderseits frei. Dann wurde mit der Luerschen Knochenz~nge ein Knoehen bis auf die H~tlfte der ursprfingliehen Starke und in einer Ausdehnung, die der Sp~ngrSl3e entspmeh, abgetragen. Der vorbereitete Span konnte jetzt unter Sieht eingelagert und tells dureh eine Drahtumschlingung, gelegentlich auch nur dureh eine Catgutligatur fixiert werden. Immer wurde auf sorgf~ltigen zweisehiehtigen Wundversehlul~ Wert gelegt (Abb. 1 ~).

Am T~ge naeh der Spanimplantation und d~nach ]eden weiteren zweiten Tag erfolgte die klinische Kontrolle der Befunde und zugleich die Blutabnahme dureh Herzpunktion. Dieses Vorgehen hatte sieh s ehon uns anl~l~lieh ob engenannter frfiherer Arbeit fiber Immunisationsfragen so gut bew~hrt, dal~ wir auf die iibliche B]ut- gewinnung aus der Ohrvene verzichteten, da wir bei der Venenpunktion info]ge H~molyse oft Schwierigkeiten mit der elektrophoretischen AufsehlieBung 1 hatten. Neben der Leukocytenkontrolle und der Differenzierung des peripheren tt~mo- grammes wurde namlieh aueh regelmiiBig eine Serumelektrophorese durchgeffihrt.

Am 4. (6. 3.57) und 6. Versuehstag (8.3.57) verloren wir bei der Blutentnahme je 1 Tier dureh Herztamponade.

Bei der zei t l ichen Begrenzung dieser Un te r suchungen l ie~en wi t uns davon leiten, dal~ wesent l iehe Unterseh iede im immunbio logischen Ab- lauf s icher nur in einer Anfangsphase zu fassen sein wfirden, da bei l~in- gerer Medika t ion der l~ebennierenr indenhormone eine A d a p t a t i o n dureh zentra le S teuerung erfolgt (To~uTTI, HOHLWEG). W i r begrenz ten daher die B lu t se rumkon t ro l l en und die p h a r m a k o - d y n a m i s c h e Beeinflussung auf die e rs ten 10 Tage pos t i m p l a n t a t i o n e m 2. Danach erhie l ten die Tiere keiner le i Med ikamen te mehr 8.

Die kl inisehe Kon t ro l l e f f ihr ten wir dagegen bis zum Ablauf des ers ten Ha lb j ah re s in grSfteren A b s t a n d e n wel ter dureh. Zu diesem Zeit- p u n k t war die Ause inanderse tzung des Empfange ro rgan i smus mi t dem I m p l a n t a t in j edem Fa l le bis zu einer gewissen Ruhe lage gediehen und alle wei te ren Umbauvorg~nge des Knochengewebes moeh ten keine be- deu t same Verschiebung mehr bewirken.

Die Ergebnisse der 4 Versuchsserien mi t ihren Un te r ab t e i l ungen zeigen, daft sowohl dutch Antibiotica als auch dutch Nebennierenrindenhormone offenbar eine gi~nstige Beein[lussung der Physiologie des Fremdspanes in

1 Prof. Dr. Dr. Tm B~uGse~ genehmigte freundlicherweise die Durehfiihrung der Elektrophoresen im EiweiBlabor der 1. Medizinisehen Univ.-Klinik der Charit6 Berlin. Fiir die teehnischen Arbeiten haben wir der mediziniseh-technisehen Assi- stentin, Frau ZEI~, herzliehst zu danken.

2 Die Durehffihrung der Tierversuche wnrde im Hygiene-Institut der ttumboldt- Universitat (Direktor." Prof. Dr. Dr. P. Ov, S~E~LE) und im Pathologischen Institut des St~dt. Rudolf-Virchow-Krankenhauses Berlin-West (Prosektor: Priv.-Doz. Dr. W. BUCHALY) ermSglieht. Beiden Herren zu danken ist mir eine angenehme Pflicht.

Mit dem Ende der Hormonzufuhr am 10. T~g erhielten alle Tiere der Serien 3 und 4 einmalig 10 IE ACTH (,,Corticotropin AWD") intramuskulhr.

Heterop]astische Knoehentransplantation unter CortisoneinfluB 345

seiner neuen Umwelt eingetreten ist. Zwar kam es in allen Gruppen ge- legentlieh znr Wundinfektion und zur Eliminierung des heteroplasti- sehen Spanes. Zeitpunkt und Zahl der WundheilungsstSrungen weichen aber in den verschiedenen Serien sehr voneinander ab.

Wenn wir unter ,,prim/~ren Wundheilungsst6rungen" alle jenen ent- ztindliehen Prozesse bakterieller oder lokal-allergiseher Art im Opera- tionsgebiet zusammenfassen, die sich in der Zeitspanne zwischen Eingriff und Fadenentfernung, also bei unserem Vorgehen wghrend der ersten 7 Versuehstage manifestieren, unter ,,sekunds Wundheilungsst6run- gen" Entz/indungen zwisehen dem 8. und 15. Versuehstag verstehen wollen und alle anderen Reaktionen als ,,Sps bezeJehnen, so erkennen wit raseh gewisse grnppenspezifisehe Tendenzen.

Das Verhs zwisehen prim~ren, sekund/Lren und Sps der Wundheilnng wird dureh die Medikation yon Antibiotiea und Neben- nierenrindenhormone reeht erheblieh versehoben. W~hrend bei rein heteroplastiseher Implantation im Verlauf der gesamten ersten 2 Woehen eine erhShte Entziindungsbereitsehaft die Regel ist, finden wit bei reeht- zeitiger Penieillin-Medikation zwar trotzdem ebenso viele Frfihreaktio- nen abet seltener Irritationen naeh dem 8. Tag. Dagegen kommen primate WnndheilnngsstSrungen unter dem Einflug der Nebennieren- rindenhormone kaum vor. Nat/irlieh k6nnen die gewonnenen Einsiehten bei dem kleinen Ansgangsmaterial nieht verbindlieh sein, aber immerhin erlauben sie uns, die giehtung der biologisehen Abl/~ufe zu erfassen. Sieher ws es aueh iibereilt, aus dem fast gleiehsinnigen Befund in Serie 3 nnd 4 den Sehlug zu ziehen, dab die ,,Entwaffnung" des Organis- mus gegen/iber bakteriellen Insulten dnreh Nebennierenrindenhormone nieht so bedenklieh sein kann. Aus einem reiehen klinisehen Beobaeh- tungsgnt ergibt sieh trotzdem die Pflieht, eine isolierte Cortisonmedika- tion bei bakteriellen Prozessen abzulehnen.

Ehe wit abet aus dem klinisehen Verlauf bestimmte Sehlfisse ziehen, sei es uns gestattet, noeh die Ergebnisse der Elektrophoresen und Hiimo- gramme vorzustellen.

Als Bezugsebene unserer eigenen Blutnntersuehnngen standen einmal die Normalwerte in den Schermerschen Tabellen und znm anderen unsere friiher bereits ermittelten Werte gesunder Tiere zur Verfiigung.

Vorausgesehiekt sei noch, dag das Differenzieren des Kaninchenserums gegen- tiber menseh]iehen Serf elektrophoretiseh nur einige Unterschiede aufwies. Auch wir konnten mit SC~EIFFARTg, NE?gG und G6TZ keine Albuminvorfraktion linden. Zwischen der Albumin- und der e-Fraktion lag ein auff~]lig grol~er Abstand und stets traten 2 e-Fraktionen oder eine Vorfraktion aul. Auch die fl-Globu]ine wan- derten mit versehledenen Gesehwindigkeiten, wobei der Zweitgipfel meist niedriger war. Breitbasig und eingipfelig fanden wir dagegen die - - wegen der obengenannten Beziehungen zum AntikSrpergeschehen - - besonders interessierende y-Fraktion. Ein Vergleieh der yon uns ermittelten Werte bei einem Gesamteiweil3 yon

346 D~T~R SC~m~L :

4,9 g-% (4,7--5,1 g-%) mit den von SC]~E~E~ angegebenen, zeigte gewisse Differenzen.

Wahrscheinlich w~ren diese nicht unerheblichen Unterschiede auf die tech- nische Schwierigkeit zurtickzufiihren, die ~l-Fraktion yon den Albuminen zu tren- nen. Auch in der Klinik werden ja oft diese beiden Fraktionen nicht isoliert. Unter dieser Voruussetzung entsprechen sich die Werte weitgehend. Bei refr~ktometri- scher Bestimmung erhielt KZIV.~EBERGE~ einen GesamteiweiBwert yon 6,27 bis 7,53 g-%, w~hrend Sc~vLz und v. KRi~G~ 6,7--7,7 g-% angaben, wovon 71,6 bis 83,1% auf die Albumin-Fraktion entfallen sollten. Wir haben unseren eigenen Bezugswert mit 4,7--5,1 g-% zugrunde gelegt.

Das Differenzieren der Blutbilder bei Kaninchen ist dadurch erschwert, da~ die Gesamtleukocytenzahl sehr gro]3en Schwankungen unterliegt. So konnte BITT- ~A~N besonders bei den Lymphocyten einen Tagesrhythmus feststellen, dem wir

Tabelle 3

Albumin . . a-Globulin . fl-Globulin . y- Globulin .

N o r m a l w e r t e

SCttERMER Eigenes Mate r i a l

66,8% 52,0% 6,7% 16,5% 9,6% 12,3%

16,8% 17,0%

durch Blutentnahme zum gleichen Terrain Rechnung trugen. Auch sind deutliche Alterseinfliisse bekannt. Nach LINDBERG sollen 2 Wochen alte Tiere durchsehnitt- lich 2000 Leukocyten und 5 Monate alte Tiere mit 8900 Leukocyten den Maximal- weft aufweisen. AllmAhlich spielt sich dann die Zahl der weil]en BlutkSrperchen um einen Mittelwert yon 5100 ein. Die diiferenzierten Bilder k5nnen yon 20--90% Lymphocyten und 1---4 % Monocyten auf- weisen.

Sowohl die E inhe i t einiger Ablaufe als auch der tei lweise gruppen- unterschiedl iche Ausfal l dieser Serien ermSgl ichte be s t immte Riick- schliisse. A m ungi ins t igs ten schni t t im kl in ischen l~esul ta t die Versuchs- serie I a b , bei der es sich um reine heteroplastische Implantation yon Knochenspiinen ohne irgendeine medilcamentSse Zusatzbeein/lussung h a r - del te . Nach Ablauf von 6 Mona ten war hier nu rmehr ein I m p l a n t a t im Knochenbe t t , keines im Weichte i l lager nachweisbar . Schon kl inisch war der , ,Erfolg" rech t zweifelhaft wegen des reichlich en twicke l ten Uber- schuBcallus, der kl inisch als P s e u d o t u m o r imponier te (Abb. lb) .

I n dieser Serie war eine , , I nduk t i on" zur Cal lusbi ldung so offensicht- lich, dab al lein noch die F r a g e zu kl~ren blieb, inwieweit schon der opera t ive Reiz an sich einen de ra r t igen Ef fek t bewirk te . Ein Vergleich mi t den i ibr igen Tieren dieser Serie re iner K n o c h e n t r a n s p l a n t a t i o n e n zeigte aber , dab bei Spanauss to~ung innerha lb der e rs ten Wochen einc vol ls tgndige R e s t i t u t i o n e in t ra t .

Dagegen waren die Endverh~tl tnisse bei sparer H e r a u s n a h m e des F r e m d s p a n e s oder S p o n t a n f r a k t u r m i t Span~bstol~ung dem Befund sehr ghnlich, de r bei ve rb l i ebenem Span erhoben werden konnte . Auch in diesem Fa l l k a m es zu pseudotumorSsen Bi ldern durch fiberschiel~ende Cal lusbi ldung.

F i i r die hohe MiBerfolgsrate dieser Serie schien uns die F r i i h r eak t i on des Organismus in der ers ten pos tope ra t iven Woche ausschlaggebend zu

I-Ieteroplastische Knoehentransplantation unter Cortisoneinflug 347

sein. I~egelm/~Big kam es zu einer Infiltration des Operagionsgebietes, aus der sich dann olt unter Abszedierung die Spanausstogung entwiekelte. Aueh im Blutbild und den EiweiBfraktionen des Serums spiegelte sieh der aktive Mesenehymreiz wider. Obsehon unmittelbar naeh dem Ein- griff besonders im Anstieg der e- und/LGlobuline bereits eine Reaktion des Organismus meBbar wurde, lag der H6hepunkt der Auseinander- setzung mit dem Fremdspan erst etwa am 4. Versuehstag. Zu diesem Termin wurden sowohl die Maxima der y-Globuline, als aueh im Aus- strieh bei einer Reizleukoeytose yon 13 400 die relativ h6ehsten Lympho- eyten- (86 %) und erhShte Monoeytenwerte (3 % ) gemessen. Der Anstieg des Gesamteiweil~es um -b 40 % verdeutliehte am sinnf/~lligsten die raseh zunehmende AntikSrperbildung auf Grund des antigenen Implantates. Vermutlieh beteiligte sieh aueh das junge Bindegewebe um den Span an dieser Antik6rperproduktion aktiv, da ja seine Zellen zum erweiterten RES gehSren (FAG~AEUS).

Im Fr/ihgipfel der ~- und fl-Globuline verdeutlieht sieh eine ,,Notfall- reaktion" (EITNI~R) des Organismus, da mit dieser Fraktion Vitamine, Fermente und Mineralien wandern, die bei allen reparatorisehen Pro- zessen wiehtig sind. Erst wenn ,,die StSrungsphase" (E~RLIC~, To- ~v~TI) /iberwunden ist, werden als Anpassungsakt vermehrt mesen- ehymale Lymphoeyten und Plasmazellen ausgesehfittet, was sieh aueh in einer relativen und absoluten Zunahme der 7-Gl~ ausdr/iekte. Um den 10. Tag hatten sieh diese Abl/~ufe eingespielt. Der Empf/~nger hat te sieh dem Implantat so welt angepagt, dab dessen weiteres Sehiek- sal offenbar vorwiegend dutch die 6rtliehen Wundverh/~ltnisse bestimmt wurde.

Eindeutig zeigte gerade diese Serie, wie sehr das Implantat dureh eine bakterielle Noxe gefghrdet wird. Offenbar gelang es trotz aller Asepsis nieht, so keimarm zu operieren, dag der KSrper neben der Adaptation an das FremdeiweiB aueh noeh zur Uberwindnng der mikro- biellen Invasion imstande war. Selbst das Implantationstrauma setzte keinen so ausreiehenden Mesenehymreiz, dab die inoeulierten Keime vom kSrpereigenen Abwehrsystem beseitigt werden konnten. Eine septisehe Generalisation beobaehteten wit allerdings trotz osteomyelitiseher Ver- lgufe niemals, so dab offenbar die lokale Keimvermehrung an das kreis- Iaufmggig noeh nieht ersehlossene tote Implantat gebunden blieb. Wenn LE~Tz erst naeh 14 Tagen die Vaseularisation eines kleinen heteroplasti- sehen Knocheninlays verzeiehnen konnte, so liegen bei der Gr6ge unseres Spanes nnd seinem massiven Compaeta-Anteil die Verh/~ltnisse noeh wesentlieh ungtinstiger.

Die Be/unde der Serie 2 (Penicillinschutz) nntersehieden sieh im Endeffekt dadureh vorteilhaft yon Serie 1, dab es bier dreimal - - davon zweimal trotz eines infiltrierten Operationsbezirkes - - noeh zur

348 DIETER SCHLEGEL :

klinisehen Einheilung des Spanes kam. Einmal wurde eine Sekund/~rnaht erforderlieh, deren Erfolg sieher nieht zuletzt den Antibiotiea zuzusehrei- ben ist. Auch die primate Wundheilung bei einem Weiehteilimplantat war auffallend. Trotzdem reichte abet offenbar aneh bier das Antibioti- eum nieht aus, urn immer schweren lokalen Infektfolgen (Osteomyelitis) vorzubeugen. Naturgem~B wird ja die oben getroffene Feststellung fiber die sps Vaseularisation des Transplantates gerade bei der Konzentra- tion parenteral zugeffihrter Chemotherapeutiea ~uBerst wiehtig, tIinzu kam noeh die Tatsaehe, dab gerade dutch den operativen l~eiz die Strom- bahnverh/~ltnisse der n/~heren Implantat-Umgebung infolge Endothel- proliferation denkbar ungfinstig sind. CsIrAK hat auf dieser Tatsaehe eine modifizierte antibiotisehe Therapie der Osteomyelitis mit Pheno- thiazinzusatz zur ,,Blockade" der Endotheliose aufgebaut. Aueh wit m6chten die hohe Zahl der Frfihirritationen bei Fehlen seknnd/~rer WundheilungsstSrungen vor allem darauf zuriiekffihren. Das langsam sieh zersetzende tote Implantat bot zwar den Bakterien Boden, abet dem Penicillin keinen Zugang (Abb. lc).

Die Penieillinwirksamkeit wurde humoral in einem nivelliert ver- sehobenen Sphgrogramm meBbar. Weder die Zunahme des Gesamt- eiweiges noeh der y-Globuline wurde hier gleiehermagen deutlieh wie in Serie 1. Naeh kurzer Zeit hatten sieh selbst leiehte Aussehlgge sehon wieder eingespielt. Nut die m/~gig erh6hten fi-Globuline ermSgliehten noeh einen gficksehlug auf die jfingst stattgehabte Irritation. Aueh die Leukoeytenformel verhielt sich analog und blieb abgesehen yon einer frfihzeitigen und raseh abklingenden relativen Lymphocytose im Normal- bereieh.

Auch hier konnten wit also wieder feststellen, dag Penieillin an- seheinend den Mesenchymreiz abschw/~cht, wobei in erster Linie das Abfangen eines bakteriellen Insultes wesentlieh sein dfirfte.

Wenn kliniseh die meisten Er]olge in der Serie 3 unter dem Ein/lufl der Nebennierenrindenhormone zu verzeichnen sind, da ffinf yon seehs Implantaten im Lager blieben, best/~tigte aueh die r6ntgenologisehe Kon- trolle den so/iberaus gfinstigen klinisehen Eindruek (Abb. ld). Es zeigte sieh bei glatter Wundheilung, dab das Implantat mehr oder weniger ohne Grenzen im Lagergewebe aufging. Auffallend war fibrigens aueh die gute Wundheilungstendenz bei zwei yon drei Sekund~rn~hten, ob- wohl doch hgufig beim Menschen fiber verzSgerte Heilungen bei einer Nebennierenrindenhormon-Therapie geklagt wird (KU~LGAmZ). W~h- rend die Weiehteilwunden also durehaus gut verheilten, schien die Kno- ehenbildung und -regeneration dureh die Nebennierenrindenhormone im Gegensatz zu den Beobachtungen H_4RTENNAOHS negativ beeinfluBt zu werden. Bei den so behandelten Tieren fiel die versps und ungleieh- m/~Bige Callusbildung auf. Im weiteren tteilverlauf gliehen sieh die

Heteroplastisehe Knochentransplantatio n unter CortisoneinfluB 349

Differenzen aber vol lkommen aus. Die Nebennierenrindenhormone er- mSgliehten die prim/~re Einheilung des Fremdknoehens und sehufen damit die Grundlage far seinen verzSgerten, aber sieheren knSehernen Einbau.

a b

e d

e Abb. l a - - e . RSntgenologischer VerJauf Serie 1 4. a I te teroplas t i scher S p a n i m Knochen- lager (Catgut-Fixat ion) . b Serie 1 (keine Medikamente) : eharakter i s ie r t durch fiber- schie2ende Knocheuneubi ldung (Zustand naeh 6 1Konaten), c Serie 2 (Penicil]h]): m'22ige reak t ive Hyperos tose (Zustand aach 6 l~ionaten), d Serie 3 (Nebennierenr indenhormon): fast komple t t e Inkorpora t ion des Fremdspanes ohne wesentl iche Reizhyperostose, ma2 ige osteomyeli t isehe Des t rukt ion (Zustand nach 6 Monate~). e Serie 4 (Penicill in und Neben- n ierenr indenhormon) : annahe rnd ideale Rekons t ruk t ion der ana tomischen Gestal t ohne

entzfiudliche Knochenve r~nde rungen (Zustand nach 6 Monaten)

Niemals fand sieh hier eine osshre Reaktion, die an Intensits den Ver~nderungen bei reiner Fremdknoehentransplantation glich. Offenbar wirkte das Cortisonprs sogar fiber die 10t~gige Dauer der Zufuhr

350 D I ~ SC~L~L:

hinaus in Art eines gegenregulatorischen Einpendelns auf den Ur- sprungswert.

Gerade die gefiirchteten lokalen Frtihreaktionen konnten wir in die- ser Serie nie beobachten. Wenn es in der 2. Phase dann aber doch noch ge]egentlich zu sekund~ren WundheilungsstSrungen kam, so ist das schon ein Hinweis auf die abnehmende Empfindlichkeit des Organismus gegenfiber den zugefiihrten Hormonen. Der Abbruch der elektrophore- tischen Kontrollen liel~ allerdings keine Aussage dariiber zu, wie lange das Sph~rogramm noch einen EinfluB der Nebennierenrindenhormone widerspiegelt. Jedenfalls war die Verschiebung in den Eiweil~fraktionen so auffallend--besonders was die zu Serie 2 gegensinnige Bewegung des Gesamteiweil3es und der/~- und ?-Globuline anbelangte - - dab an den tiefgreifenden Umstimmungen im kSrpereigenen Ablauf nicht zu zwei- feln war. Die schwerwiegende Depression gerade der ?-Globuline war zuss noch durch das Absinken des Gesamteiweil3es versehleiert und fiel besonders deshalb auf, weil SC~I]~IF~AI~T~I, SCI~ULm~ und BERG erst zu einem sps Terrain wesentliche Globulinabf~lle registrierten. Ob die anfangs vermerkte relative Lympho- und Monocytose bei stabilen Leukoeytenwerten mit der Einschmelzung lymphatiseher Bezirke bei Beginn der Cortisongaben zusammenhing, erschien in Anbetracht des bereits initialen Abfalles der y-Globuline sehr zweifelhaft. Eine Korre- lation bestiinde dann allenfalls zur ~- und/~-Fraktion, wie sie sieh aueh in der Serie 1 sehon einmal andeutete.

Die ]combinierte Verabreichung von Penicillin und Nebennierenrinden- hormon in Serie 4 suehte der dutch die Hormone angeblich propagierten Infektion vorzubeugen. Vermehrte Infektionen konnten wir zwar aueh bei isolierter Nebennierenrindenhormongabe (Serie 3) nicht feststellen. Vielmehr sehien das reaktionsarme Anfangsstadium durehaus daffir zu sprechen, dal3 die erste Alteration post implantationem eben nur zu einem sehr geringen Prozentsatz bakteriogen zu deuten ist, sondern viel- mehr humorale Einfliisse oder auch lokale nervale Irritationen dutch das Implantat eine Rolle spielen. Einen gewissen bakteriostatischen Effekt der zuss antibiotischen Therapie erwarteten wir ohnehin nieht vor dem Ablauf der ersten Woehen, da dann erst die kreislauf- m~Bigen Voraussetzungen vor]agen (HAMMIng). Das klinisehe Resultat war jedenfalls in der letzten Versuchsserie bei Kombination yon NIXTI~- Hormon mit Penicillin etwas sehlechter, denn wir verzeiehneten nur 4 Einheilungen gegeniiber 5 in Serie 3. Der einzelne eingeheilte Span maehte allerdings bei histologiseher Durchsicht und rSntgenologiseher Kontrolle den Eindruek, vSllig bei ms Uberschul~callus im kSr- pereigenen Knochen aufgegangen zu sein. Nur in Kenntnis der Ana- mnese konnte man bei der leichten Reizosteogenese noch Knoehenwunde und Spananlagerung erahnen (Abb. le).

Heteroplastische Knochentransplant~tion unter CortisoneinfluB 351

Blutbild und -eiweiBbild gliehen weitgehend Serie 3, nur gegen Ende der Kontrollen nahm der Gesamteiweil]wert bereits wieder zu.

Wollten wir aus dieser Analyse unserer klinischen Resultate und mediziniseh-technisehen Untersuchungen therapeutische Konsequenzen ableiten, so stand nach dieser Versuchsreihe mit Kaninchen zumindest schon lest, daft trotz Knoehenkonservierung und Desensibilisierung auch unter Antibioticaschutz die Implantation yon Fremdknochen noch mit einer erheblichen Versagerrate beha/tet ist.

Lagergewebe und GrSBe des implantierten Knoehens schienen fiir den Erfolg der Transplantat ion mindestens ebenso wichtig zu sein als jede Medikation. Am ungiinstigsten lagen die Verhitltnisse beim Weieh- teil implantat, da sich hier yon l0 Spgnen (zwei dureh Frtihtod der Tiere nicht zu bewerten) nur vier halten konnten, wghrend im ersatzstarken knSehernen Lager yon 12 Spi~nen immerhin neun eingebaut oder zu- mindest toleriert wurden. Obwohl eine prozentuale Bereehnung bei dem kleinen Material allenfalls einem Vergleieh zugute kam, schien diese Gegenfiberstellung

Weichteillager = 40 % Einheilung Knochenbett = 75% Einheilung

doeh die biologische Situation zu verdeutliehen. Ein Vergleich der mit Hormonen behandelten Tiere in Serie 3 und 4

mit den iibrigen Kaninchen (Serie 1 und 2) ergab dann aber doch, daft die Einheilchance /iir Fremdtransplantate durch Nebennierenrindenhormo~ e wesentlich verbessert wurde.

Bei unbehandelten Tieren nur . . . . . . . . 20% Einheilungen Mit Penicillin beh~ndelten . . . . . . . . . . 60 % Eh~heilungen Serie 1 und 2 gemeinsam . . . . . . . . . . . 40 % Einheilungen Isoliert mit Hormon behandelten . . . . . . . 80 % Einheilungen Kombiniert mit ttormon und Penicillin behandelt 70% Einheilungen Serie 3 und 4 gemeinsam . . . . . . . . . . . 75 % Einheilungen

Daraus lieB sich aus dem 6rtlichen Ablauf mit hoher Wahrsehein- lichkeit ablesen, dab

1. Nebennierenrindenhormone einen positiven EinfluB auf hetero- plastisehe Transplantate haben, abet die Schwierigkeiten der Fremd- transplantat ion auch bei Konservenknoehen durch diese Hormone nicht gelSst, sondern nur gemildert werden kSnnen;

2. schon die antibiotisehe Abschirmung allein das Einheilen des Implanta tes begfinstigt ;

3. die GrSBe des Implantates in umgekehrtem Verh~ltnis zur Einheil- rate steht, also ein kleiner Knoehenspan die besten Aussichten auf bio- logisehe Anpassung hat ;

Langenbecks Arch. Idin. Chir., Bd. 291 2 4

352 DIETER 8CHLEGEL:

4. das Knochenlager dem Weiehteillager welt fiberlegen ist (40:75 % ). Die Allgemeinreaktion gemessen an BluteiweiBbild und Blutbild

zeigte, dab 1. der Hhhepunkt unbeeinfluBter khrperhcher Auseinandersetzung

mi t dem Fremdspan am 4. Tag hegt ; 2. durch Antibiotica eine Verz6gerung und Nivellierung dieser Re-

aktionen zu erreichen ist, die nieht so sehr im Blutbild als vielmehr im EiweiBbild deutlieh wird;

3. ~qebennierenrindenhormone (mit und ohne An~ibiotiea verabfolgt) die natfirhchen biologischen Ablgufe verz6gern und sogar eine gegen- sinnige Bewegung der BluteiweiBe auslhsen : Das sonst immer zunehmende GesamteiweiB vermindert sich, die Globuline nehmen darfiber hinaus sogar noeh relativ ab. Das cellulgre periphere Blutbild wird unter der hormonellen Sedation durch den Fremdspan nicht wesenthch irritiert. I m ganzen ist also die aktive khrperliche Antwort auf den Reiz des Fremdknochens gedgmpft.

I II .

Au] Grund dieser orientierenden Ubersicht lag es nahe, bei neuen Ver- suchen immer den absolut gesicherten EinfluB einer antibiotischen Ab- schirmung anzustreben und nochmals in einer Serie yon Fremdtransplan- ta ten den vermut]ichen Wirkungen der Nebennierenrindenhormone auf das Transplantat nachzugeben. Die Methode unserer Kaninchenversuehe war darauf abgestimmt, fiber das Verhalten des Empfgngers Auskunft zu geben; sie galt also vorwiegend dem Resonanzboden. Wir gewannen hierbei einen so guten Einblick in die biologischen Parallelen zwischen lokalem Ablauf am Implantat ionsor t und Allgemeinerscheinungen unter den verschiedenen Medikationen, dab sich bereits darans ganz best immte GesetzmgBigkeiten ableiten lieBen. Weniger fibersiehtlieh waren dage- gen bei unterschiedlichen pharmako-dynamisehen Eingriffen die lokalen Verhgltnisse. Je tz t richteten wit daher unter AuBeraehtlassung der all- gemeinen Regulationen unser Augemnerk vielmehr auf das Zentrum der Irri tation, den Span in seiner 5rthchen Umwelt.

Ffir diese Stndie schien es uns doeh erforderlich Hunde zu w~hlen, deren osteogenetische Potenz eher der menschlichen vergleichbar ist. Auch hat te es sich im Kaninchentest gezeigt, dab die dort gewghlte Gr6Be des Implantates das Aufnahmevermhgen des Empfgngers fiberstieg. Wir zogen deshalb ffir die neue Versuchsserie die auch in anderer t t insieht gfinstige Methode der ,,Knoeheninlays" heran. Das Verfahren wurde in Deutschland besonders dutch MAATZ 1 eingebfirgert, der schon vor Jahren auf die vorteilhaften Vergleichsmhgliehkeiten hinwies, die sich bei experi-

1 tterrn Prof. Dr. 13~AATZ, Auguste-Viktoria-Krankenhaus Berlin-West, h~be ich fiir seine kritischen R~tsehlgge sehr zu d~nken.

Heteroplastische Knoehentr~nsplantation unter CortisoneinfluB 353

mente l len Arbe i ten aus dem Einfa lzen genau gleich groBer Knoehen-

stiicke in entspreehend ausgestanzte Knoehenper fora t ionen ergibt. I m Endeffekt ist es dabei gleiehgfiltig, ob m a n ffir die Anlage der Perforat ion eine Knochens tanze , das yon B_~RTELSHmME~ zur Knochenbiopsie ent- wickelte Besteek oder ein anderes geeignetes I n s t r u m e n t w/thlt.

I n zwei Versuchsgruppen gait es e inmal 1. das Verhal ten bei reiner I m p l a n t a t i o n a) im Weichteillager, b) im

Knochenkon tak t , c) im Knochenschlauch (Knocheninlay) un te r Peni- cill inschutz zu ermit teln. Darfiber h inaus woll ten wir feststellen, wie sich

2. das I m p l a n t a t un te r EinfluB yon Nebenn ie renr indenhormonen und Penici l l in verh~lt .

Die Versuchstiere sollten d a n n nach 4 Wochen getStet u n d die Um- bauvorg/~nge verglichen werden.

Versuchstiere waren in jeder der 2 Gruppen je 3 Hunde. Dabei handelte es sictl um mittelgroge Bastarde im durchschnittlichen Gewicht yon 16 kg. Die Tiere waren alle fiber 2 Jahre alt, aber nicht ~lter Ms 5 Jahre. Wegen der schon erw~hn- ten Variabilits des immunisatorischen VerhMtens legten wir auf jfingere Exemplare Wert. Der Futter- und Pflegezustand der Tiere mug Ms sehr gut bezeichnet werden und w~hrend der Dauer der Untersuchungen traten keine interkurrenten Xrank- heiten auf. D~s Futter war immer eMorienmN]ig ausreiehend und eiweiBreich.

Wir operierten in intraven6ser Evipan-Narkose unter aseptischen Bedingungen. Dabei hatte es sich bewghrt, nach intravenSser Applikation der Einsehlafdosis sofort die doppelte Einschlafmenge intramuskul~r zu spritzen. Der Operations- verlauf wurde so hie gestSrt, die Tiere schliefen fief und ruhig, ohne dab irgend- welehe Xomplikationen beobachtet wurden. Der Naehsehlaf war allerdings bis zu 8 Std verl/~ngert. Wit durchtrennten die Unterkieferweichteile in ganzer Lgnge yore Submandibularsehnitt aus und pr/~parierten den Knochen unter Schonung des Periostes frei. Dann legten wit im Abstand yon 1 cm einseitig je 6 BohrlTcher an und verbolzten diese mit dem pr~parierten heteroplastischen Xnochenpfropf. Die Perforationen wurden mit hem fiblichen elektrisch angetriebenen 1%senbohrer Gr6Be 10 des zahn~rztlichen Instrumentariums angelegt und dann mit einigem Druck der genau passende KMbsknochenstift in dem so angelegten Knochensehlaueh stumpf verkeilt. Die Trepanation der CorticMis fiihrten wit his in das Zentrum der Spongiosa vor, ohne die GegencorticMis zu erSffnen. Gelegentlich kam es bei der Trepanation der Spongiosa zur Gef/~BerSffnung mit heftiger Blutung aus dem Bohrloch. Mittels Einpressen des genau passenden Spanes konnte abet immer raseh dureh Drucktgmponade die Sanguination gestillt werden. Nach sorgfgltigem zweisehichtigem Versehhg der Weiehteile legten wit dann noch das Knoehenpaar der gMehseitigen Vorderextremit/~t frei, um diesmal ohne vorherige Anfrischung des Lagers einen Knochenspan der Abmessung 3,0: 0,5:0,5 cm anzulagern. Von einer Fixation dutch Drahtnaht oder Umsehlingung wurde framer Abstand ge- nommen, um diesmM sicher zu gehen, dab die Ursache einer lokalen t~eaktion nieht in Mloplastischen Zutaten liegt. Start dessen suehten wit dutch dichte Sub- eutann~hte den Span mTglichst lagegerecht zu fixieren, Matratzenhautnaht be- endete den Eingriff. Jetzt implantierten wir in die dieken Muskelpartien des oberen Anteiles der tIinterextremit~t nach sehlitzfSrmiger HautSffnung und Untertumle- lung mit der Kornzange einen groBen Span der MaBe 8,0 • 1,0 • 0,5 cm und ver- schlossen dann zweisehiehtig. Die Hunde der Gruppe 1 erhielten nun aussehlieB- lieh Penicillin (t~glieh 200000 E eines Depotpr~parates).

24*

354

Tabelle 4

DIETER SCtfLEGEL:

Serie

I Penicillin

I I Penicillin und NNR Hormon

Tier Alter

Betty 27 Monate

Dinah etwa 3 Jahre

Ajax etwa 2 Jahre

3 tIunde 2--3 Jahre Dolly 27 Monate

B~rbel etwa 4 Jahre

Puck 27 Monate

3 Hunde I 2--3 Jahre

Ge- wichts -

ve rgnde- rung"

--2 kg

-l-1 kg

--1 kg

- - l k g --4 kg

--2 kg

- -4 kg

Weiehtef l lager (je Tier 2 Spgne)

I n f e k t i o n

2 (3. Tag)

1 (3. Tag)

2 (4. und 5. Tag)

5 1

(12. Tag)

2 (10. und 9. Tag)

2 (12. und 10.Tag)

5

SDa~- auss togung '

1 (19. Tag)

1 (18. Tag)

1 (30. Tag)

3

1 (29. Tag)

Erfo lg

Die I-Iunde der Gruppe 2 bekamen die gleiche Penieillinmenge und augerdem tgglieh 20 mg eines Dehydroeortisonprgparates. Diesmal hatten wir uns auf Grund der bisherigen Erfahrungen entschlossen, die Medikation etwas lgnger laufen zu lassen, da es bei den Kaninehenversuehen auch noeh mehrmMs zu Spgtinfektionen gekommen war.

Eine erste Zusammenstel lung verschaffte uns einen Eindruck vom Ver- lauf des Transplantateinbaues beim Einzeltier (Tabelle 4), wghrend uns eine weitere l~bersieht die Bedeutung des Lagers uncl der SpangrSfie ver- ansehaulichte (Tabelle 5). Die bei den verschiedenen Versuehshunden einer Serie ermit tel ten Resul ta te wurden hierf/ir in Gruppen zusammen- gefal3t, die allein dureh den Implan ta t ionsor t und damit die Spangr6Be bes t immt waren. I m klinisehen Bild manifestierte sieh im ersten Ein- druek keine 1)berlegenheit der kombinier ten Beeinflussung des Trans- plantat-Empfgngerverhgltnisses . Die Relat ion yon 13:12 , ,Wund- infekt ionen" bzw. exakter ,,entzfindlichen geak t ionen im Implanta t ions- bereieh" spraeh nieht fiir eine hohe antiphtogistisehe Wirkung der Neben- nierenrindenhormone bei der Fremdtransplanta t ion . Offenbar ha t te also die Konservierung des Knoehens doeh nieht zu jenem vol lkommenen Abbau der Gewebsindividualitgt geffihrt, der eine chirurgisehe Verarbei- tung ohne drohende lokale Abwehrreakt ion ermSglieht. I m m e r lag ngmlieh der Prozentsatz lokalentz/indlieher P~eaktionen in beiden Grup- pen gleiehmgBig zwisehen 25 und 30 %. Ganz augenseheinlieh imponierte die Tatsaehe, dab es bei der Einpfropfung kleinerer Knoehenspgne in ein ersatzstarkes Bert viel leiehter zur Adap ta t ion an das k6rper-

Heteroplastische Knochentransplantation mater Cortisoneinflu$ 355

Tabelle 4

]~ :nochenkontak t K n o e h e n i n l a y Gesamt - (je Tier 2 Sp~tne) (je Tier 12 Sp~ine) e rgebnis

Span- Infektion ausstoi]ung Erfolg ! Erfolg

2 (2. und 4. Tag)

1 (3. Tag)

1 (3. Tag)

2 (10. Tag)

2 (10. und l l .Tag)

1 (13. Tag)

1 (28. Tag)

1 (27. Tag)

2

1 (26. Tag)

Spa31- ~llS-

In f ek t i on sto- 13ung

2 (2. Tag)

1 (3. Tag)

2 (2. und 3. Tag)

5

2 (17. und 12.Tag)

2

12

12

12

36 I 12

12

12

seh lecht g~xt

2 14

2 14

i 15

5 43

I I 15 1 15

- - 16

46

Serie Lager

I Weichteil- lager

Knochen- kontakt

Knoehen- inlay

Zusammen II Weiehteil-

lager

Knochen- kontakt

Knochen- I inlay

Zusammen

Tabelle 5

W u n d h e i l u n g s - S p a n v e r ~ n d e l ~ n g e n Kl in i sch s t 6 r u n g e n

ausges toBen

Zahl der

[[]19.- plan- pri- tare mare

6 4

6 4

36 5

48 13 6

6 --

36

48

sekun, d~re

5

5

2

12

frei- geiegt (par- tiel])

4 I 1 I 1

I �84184 3

par t i e l l t o t a l

- - 3

2 2

2 5 1

1

I 2

Mi~- erfolg Er fo lg

4

36

43 6

6

36 I

48

eigene 5~ilieu des Empf/ ingers kommt . Sicher spiel te dabe i dei ver- gr6Berte Kontaktf l /~che m i t der M6gl ichkei t in tens ivs ten Stoffaus- t ausches die en tsche idende Rolle. Auch nach GOHRBANDT (1954) h/~ngt

356 DIETER Se~L~O~L:

das Gelingen einer Transplantation davon ab, ob die Stoffweehsel- vorgs des iiberpflanzten Gewebes sieh denen des Wirtes anpassen kSnnten.

Eine genauere Analyse des Heilverlaufes best~tigte dann allerdings wieder die hohe biologisehe Aktivit~t der Nebennierenrindenhormone. Die Zahl der prim~ren WundheilungsstSrungen war n~mlich unter dem EinfluI~ der Hormone rapide abgesunken. Das Verh~tltnis der prim~ren zu den sekund~ren WundheilungsstSrungen der Serien 1 und 2 wurde nnter der Hormontherapie vollst~tndig verlagert. Prim~re entziindliche Prozesse im Operationsbereieh konnten bei hormoneller Therapie in keinem Fall registrier~ werden, w~hrend sie sonst fast regelm~l~ig auf- traten. Die lokal-allergisehe Stimulation sehien also neben den bakteri- ellen Einfliissen fiir die ErststSrung mit verantwortlich zu zeiehnen. Wenn es in der zwei~en Phase der Wundheilung trotz der hormonellen Dampfung zu entziindlichen Reaktionen kam, so driickte sich darin die bereits bei den Kaninchentests gefundene Anpassung des KSrpers an die exogene Hormonzufuhr aus. Die endgiiltige Erfo]gsrate des Eingriffes war dabei in beiden Gruppen ann~hernd gleich groin. Trotzdem ver- schob sich auch bier das Bild, wenn wir die Knocheninlays ausklammer- ten. Bei grS~eren Implantaten, wie wir sie im Weichteillager und Knoehenkontakt einlagerten, machte sich die entziindungswidrige Wir- kung der Hormone deutlich bemerkbar. Von diesen 12 grSBeren Kno- ehensps gingen anns 50 % in Serie 1 verloren. Diesen 5 Mil~- erfolgen bei alleiniger antibiotischer Therapie standen 100% Erfolge bei hormoneller D~mpfung gegeniiber. Dabei wurde der Begriff ,,Erfolg" etwas weiter geraint und umsehliel~t auch die partiellen Spanausstol~ungen und die Fs bei denen es teilweise zur Freilegnng des Spanes kam, weil iniolge der verzSgerten Lokalreaktion dem Organismus Zeit bleibt, die heteroplastisehe ,,Briicke" als Wegweiser eines autogenen Ersatzes zu benutzen.

Die Wiederholung der Implantationen nach 14 Tagen ergab in keinem Fall hyperergisehe Reaktionen, die bei einer Zweitimplantation yon Fremdknochen immerhin im Bereich der MSglichkeiten lug. Trotz teil- weise heftiger bakterieller Lokalprozesse fanden wir niemals Zeichen der sekundgren Entziindung eines urspriinglieh nieht infizierten Spanes auf dem Blutwege im Sinne der Anaehrose. Am eindrueksvollsten war je- doch die Tatsache, dal3 es aueh ohne hormonelle Blockade bei den kleinen Fremdsps der Knoeheninlays immer zur Einheilung kam.

Histologisch bests sich die biologisehe ~berlegenheit der unter Cortisonsehutz eingepflanzten Fremdsps 0rtliche entziindliehe Re- aktionen und Abbau des implantierten Spanes blieben immer weitaus geringer als ohne diesen medikamentSsn Schutz. Dabei wurde inter- essanterweise die doch auch mesodermal mitbestimmte Osteogenese am

Heteroplastische Knoehentransplantation unter Cortisoneinflug 357

Oft des Defektes niGht beeintrgeht igt , sondern die Knoehenneub i ldung ging sogar in rascherem Tempo vor sich als bei den Kontro l l t ie ren .

Zusammenfassung Wenn wir die Tierversuche zur heteroplastischen Knochentransplanta-

tion zusammen/assen, so zeigt sich, dal3 t rotz versebiedener pharmako- dynamischer Eingriffe

1. das heteroplast ische I m p l a n t a t n u t im ersatzs tarken Lager Aus- sicht auf Erfolg ha t ;

2. die Gr6Be des Imp lan t a t e s umgekehr t propor t ional der Erfolgsrate ist. Allergisehe l~eaktionen bei der t Ie teroplas t ik sind also auch Gin quan t i t a t ives Problem. Kleine I m p l a n t a t e mi t re la t iv groBer Oberfl/iche f inden bessere Stoffwechselbedingungen und passen sich somit leichter an.

3. Die Grenzfl~chenreakt ion ist wesentlieh f fir Anpassung und Tempo des au togenen Ersatzes.

4. Ant ib io t iea u n d Cortisone beeinflussen im Tierversuch den tIeil- erfolg gfinstig in der ersten Phase der allergiseh-infekti6sen Expos i t ion; im wGiteren Verlauf wird die k5rpereigene Subs t i tu t ion dadureh m/igig verzSgert. Da die Irdtialperiode fiber das Sehicksal des I mp l a n t a t e s ent- seheidet, erm5gHeht die kombinier te Therapie den Erfolg.

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Dr. Dr. mcd. DIETEI~ SC~LEG:EL, Faeh~rzt ftir Mund- m~d Kieferkrankheiten,

Kiel, Hindenburgufer 76