Nach orthopädischen Eingriffen spielt Bewegung eine entscheidende Rolle für die Genesung und Rehabilitation. Ihr Einfluss auf die Heilung von Knochen an Implantaten ist jedoch wenig erforscht. In dieser Studie wurden die Knochen männlicher Ratten mit femoralen Implantaten (Titan oder abbaubares ZX00-Magnesium) untersucht. Alle Ratten verfügten über uneingeschränkte Käfigaktivität, während eine Gruppe zusätzlich Laufbandtraining zur Rehabilitation durchführte. Knochenproben von 2, 4 und 6 Wochennach der Implantation wurden untersucht und verglichen. Mittels Nanoindentierung wurden lokale Steifigkeit und Härte gemessen, während die energiedispersive Röntgenspektroskopie genutzt wurde, um den Calciumgehalt des Knochens zu bestimmen. Das Knochengewebe nahe am Implantat erwies sich als weniger steif und hart als das in ausgewachsenem Knochen weiter entfernt vom Implantat. Bei Knochen mit Titanimplantaten deuteten die Ergebnisse darauf hin, dass Training die Härte und das Eindringmodul am Knochen nahe dem Implantat erhöht, wobei die mechanischen Eigenschaften im Laufe der Zeit zunahmen, was auf eine durch Training beschleunigte Knochenreifung hindeutet. Im Gegensatz dazu zeigten Proben mit Magnesiumimplantat keine konsistenten trainings- oder zeitabhängigen Effekte, was wahrscheinlich auf heterogene Zusammensetzung des Knochens durch Degradation und Remodellierung zurückzuführen ist. Der Kalzium Gehalt in ausgewachsenen Knochen war weniger variabel und höher als im Knochen nahe am Implantat, wobei bei Proben mit Titanimplantaten nur geringere Unterschiede zwischen den beiden untersuchten Regionen beobachtet wurden. Der Knochen nahe Magnesiumimplantaten wies einen heterogeneren Kalziumgehalt auf. Bei Knochen nahe am Implantat korrelierte die Mineralisierung bei Titanimplantaten mäßig mit dem Eindringmodul und bei Magnesiumimplantaten mit der Härte, während im ausgewachsenen Knochen keine Korrelation beobachtet wurde. Dies deutet darauf hin, dass der Mineralgehalt zu lokaler Steifigkeit und Härte im Implantat nahen Knochenbeiträgt, jedoch nur einen Teil der Varianz erklärt. Diese Arbeit soll das Verständnis darüber verbessern, wie frühe körperliche Aktivität die Knochenheilung beeinflusst, und kann die Entwicklung optimierter Rehabilitationsstrategien und Implantate unterstützen.
Sara Kobinger (Fri,) studied this question.