Jan-Niklas Hönemann

• Chronische Knochendefekte treten trotz der Fähigkeit des Knochens zur Wiederherstellung seiner Struktur nach einer Läsion wiederkehrend auf. Deshalb sollten neue therapeutische Strategien zur Verbesserung der Knochenheilung erschlossen werden. Ein Risikofaktor für die Entstehung von chronischen Knochendefekten bildet dabei eine unzureichende Vaskularisation im knöchernen Defektareal. Die lokale Applikation von kaltem Atmosphärendruck Plasma (CAP) fördert die Heilung akuter und chronischer Wunden im Weichgewebe durch eine Unterstützung der Angiogenese und der Diapedese von Leukozyten. Dabei ist es allerdings noch unklar, ob eine Förderung dieser Parameter durch CAP auch im Knochen möglich ist. Zur Beurteilung der Angiogenese, Leukozyten-Endothel Interaktion (LEI) und Mikrozirkulation bedarf es zudem eines geeigneten Modells, welches die Verabreichung von lokalen Therapeutika in einem Knochendefekt ermöglicht. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde das Wundheilungsmodell auf der Basis eines Schädelknochenfensters (CBW) zur Beurteilung der Angiogenese, der LEI und der Rheologie anhand einer in-vivo-Bildgebung bei der Maus weiterentwickelt. Danach wurde in einer randomisierten und kontrollierten Studie der Einfluss einer lokalen Therapie des Knochendefekts mit CAP auf die Mikrozirkulation untersucht. Dabei erfolgte eine initiale qualitative makroskopische Beurteilung der Vaskularisation und eine quantitative und qualitative Analyse der Mikrozirkulation durch Intravitalmikroskopie (IVM) nach 7, 14 und 28 Tagen nach der Etablierung des CBWs. Die lokale Therapie mit CAP führte zu einer höheren Gefäßdichte und einer Förderung der LEI im Vergleich mit der Kontrollgruppe. Weil sich keine relevanten Gruppenunterschiede bei der Rheologie ergaben, wurde die Hypothese einer rezeptorvermittelten Intensivierung der LEI als möglicher Wirkmechanismus aufgestellt. Diese Beobachtungen wurden durch das Anfertigen histologischer Präparate zur Deskription des Wundareals ergänzt. Die vorliegende Arbeit verdeutlicht das Potenzial des CBWs als eine Methode zur Beurteilung der Mikrozirkulation bei chronischen Knochendefekten. Außerdem ergab sich eine wichtige Evidenz für die möglichen förderlichen Effekte von CAP auf kritische Parameter der Knochenheilung. Das Modell und die Ergebnisse der Experimente wurden auf der Basis der einschlägigen Literatur kritisch diskutiert.