Das Buch als PDF - Deutsche Gesellschaft für Unfallchirurgie

254 255VON DER SPONGIOSAPLASTIK ZUM GENTRANSFERPatienten durchführte, indem er nach einer Schädeleröffnung den entnommenenKnochendeckel wieder an seinen Ursprung brachte. Im weiteren Verlaufbeschäftigten sich viele namhafte Chirurgen mit den Eigenschaftenvon Knochentransplantaten. Ollier wies 1867 durch Tierexperimente an Kaninchenund Hunden nach, dass autologe Transplantate überleben und ineiner entsprechenden Umgebung sogar wachsen können. Der deutsche ChirurgBarth beschrieb das Remodelling von Knochentransplantaten, welcheser als „schleichenden Ersatz“ des eingebrachten Gewebes beschrieb.Der Durchbruch und damit die Etablierung von autologen Knochentransplantatenin der Therapie von Knochendefekten erfolgte ab 1915 durch denamerikanischen Chirurgen Fred Albee, der in mehreren Publikationen seineErgebnisse nach autologer Knochentransplantation veröffentlichte und diesesVerfahren insbesondere bei der Behandlung von Soldaten, die sich imersten Weltkrieg knöcherne Verletzungen zugezogen hatten, anwendete.Zur gleichen Zeit beschäftigte sich in Deutschland Erich Lexer (1867 – 1937)intensiv mit den Möglichkeiten der allogenen Transplantation und sogar derallogenen Gelenktransplantation. Bereits im Jahr 1920 konnte er rückblickendüber „20 Jahre Transplantationsforschung in der Chirurgie“ berichten.Auf Lexer gehen – neben weiteren wichtigen Beiträgen – die auch heute nochgebrauchten Definitionen des „ersatzstarken“, des „ersatzschwachen“ unddes „ersatzunfähigen Lagers“ zurück.KnochentransplantationSchon die Pioniere der Chirurgie formulierten, welche die drei idealenEigenschaften eines Knochentransplantates sind. Hierzu zählt erstens dieOsteogenität. Diese bedeutet, dass das Material lebende Stammzellenenthält, welche zu Knochenzellen differenzieren können. Um dieses zuerreichen, muss das Material zweitens osteoinduktive Eigenschaften haben,welche für die Differenzierung der Stammzellen – transplantierte, am Ortvorhandene oder über eine Chemoattraktion an den Implantationsort herangelockte– essentiell sind. Die dritte geforderte Eigenschaft ist die Osteokonduktivität.Diese beschreibt eine geeignete Oberfläche, an der neuerKnochen in einen Defekt einwachsen, reifen, sich anlagern kann. Nebendiesen drei Kardinaleigenschaften sind weitere wichtige Eigenschaften dieSterilität und die Immunkompatibilität des Transplantates. Alle genanntenEigenschaften findet man beim frisch transplantierten autologen Knochen,sei dieser als spongiöses oder als kortikospongiöses Transplantatverwendet. Allerdings gehen schon bei der temporären Lagerung, z.B. alsgefrorenes Material in einer Gewebebank, einige dieser Eigenschaften,insbesondere die Osteogenität und die Osteokonduktivität, teilweise oderganz verloren. Zudem übersteigt häufig der Bedarf an autologem Material –aufgrund der Ausweitung chirurgischer Eingriffe – das Angebot. Aus diesemerhöhten Bedarf, bei begrenzter Menge und der Komorbidität an der Entnahmestellehaben sich Alternativen entwickelt, deren Anwendung bis heutekontrovers diskutiert wird. Biologisch vergleichbar und in deutlich größererMenge vorhanden ist der allogene Knochen. Um allerdings alle erwünschtenbiologischen, biomechanischen und strukturellen Eigenschaften des Knochenszu erhalten, muss dieser frisch und unbehandelt transplantiert werden.Aufgrund der hierbei bestehenden unkalkulierbaren Infektionsgefahr,insbesondere durch virale Erreger wie das HIV und das Hepatitisvirus auf dereinen und der immunologischen Probleme des Fremdknochens auf der anderenSeite, ist diese Anwendung ethisch und medizinisch zunehmend schwerzu vertreten. Erfreulicherweise können durch bestimmte physikalische oderchemische Behandlungen die genannten Probleme (weitestgehend) umgangenwerden. Durch dieses Prozessieren wird allerdings die Biologie des allogenenTransplantates derart verändert, dass in letzter Konsequenz nur deranorganische Anteil verbleibt, die zellulären und die essentiellen Proteinanteileaber zerstört und somit nicht mehr transplantiert werden.Ähnlich verhält es sich bei den xenogenen Transplantaten. Hierbei spieltallerdings neben der infektiösen auch die immunologische sowie dieethische Komponente eine Rolle. Zudem sind die biomechanischen undstrukturellen Eigenschaften nur bedingt auf die Anforderungen an einenhumanen Knochen übertragbar. So ist zum Beispiel die Porosität einesbovinen Knochens um ein vielfaches höher als die eines humanen.