Hintergrund Die Position von Implantaten im seitlichen Oberkiefer muss sich nach den prothetischen Erfordernissen richten. Die anatomischen Verhältnisse in Bezug auf die ortsständige Knochentopographie und Knochenqualität erschweren oft die gewünschte Positionierung unter dem Gesichtpunkt der Primärstabilität. Eine Verbesserung der Implantationsbedingungen ist daher anzustreben. Ziel dieser Untersuchung war es, den Einfluss der Osteotomietechnik nach Summers auf das periimplantäre Knochenangebot zu überprüfen. Methodik 5 Hunden (Amerikanische Foxhound) wurden beidseits die 3 Prämolaren im Oberkiefer extrahiert. Nach der natürlichen Ausheilungsphase wurden pro Kieferseite je 2 Implantate (3i-Osseotite) und 1 Implantat (3i-maschinierte Oberfläche) inseriert. Die Position der Implantates mit maschinierter Oberfläche war bei den Hunden variabel an Position P1, P2 oder P3, war aber rechts – und linksseitig identisch. Auf einer Kieferseite wurden die Implantate mit Hilfe der Osteotomtechnik nach Summers eingebracht. Die Gegenseite wurde ohne diese Technik herkömmlich implantiert. Nach einer sechsmonatigen Einheilungsphase wurden die Tiere zur Resektatgewinnung geopfert. Für die histometrische Auswertung wurden Dünnschliffpräparate von den Implantaten angefertigt. Ergebnisse Alle Implantate waren klinisch und histologisch erfolgreich osseointegriert. Die histometrische Analyse der periimplantären Knochendichte zeigte beim Vergleich der mittels Osteotomtechnik eingebrachten Implantate zur Kontrollgruppe im gepaarten t-Test keinen statistisch signifikanten Unterschied (p> 0,05). / The position of implants into the lateral maxilla has to comply with the prosthetic requirements. The anatomical circumstances are often difficult for a perfect implant position. The aim of the study was to show, if the osteotome technique has any influence on the density of the periimplant bone after the healing period. The premolars on both sides of the maxilla in 5 Foxhound dogs were extracted. Three 3i-Implants were inserted in each side of the maxilla, some with osteotomes and the others in standard technique. After the healing period the animals were euthanized and block biopsies containing the implant and surrounding tissues were prepared for histological analysis. Results:The histological analysis revealed no influence to the periimplant bone density between implants inserted with osteotom technique and standard technique

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Verteilung der Knochenmineraldichte im proximalen Humerus bezogen auf mögliche Regionen, die als Verankerungsfläche für Implantate dienen, zu untersuchen. Diese Erkenntnisse sollten dazu beitragen, das Design der Implantate (z. B. Fadenanker, Schraube) zu optimieren. Außerdem sollen die Untersuchungsergebnisse als Grundlage für weitere Finite Elemente Berechnungen dienen, indem die gewonnenen Daten in digitalisierter Form in weitere biomechanische Studien einfließen können. Für die Untersuchung wurden vom anatomischen Institut der Universität Würzburg insgesamt 23 Humerusköpfe, von denen acht keine Markierungsplakette besaßen, zur Verfügung gestellt. Somit konnte nur bei 15 Präparaten das Geschlecht und das Sterbealter der dazugehörigen Leichen zurückverfolgt werden. Es handelte sich um 11 weibliche und vier männliche Verstorbene mit einem mittleren Sterbealter von 81,5 Jahren ± 10,2 (55 - 93 Jahre). Die Präparate wurden in einer Alkohol-Formalin-Lösung konserviert. Eine etwaige Schulteranamnese konnte post mortem nicht eruiert werden. Die Humerusköpfe wurden mit einem pQCT-Scanner (Stratec 2000), welcher eine selektive, volumenbezogene Bestimmung der Bereiche des Knochens erlaubt, untersucht. 30 definierte Schnittbilder pro Humerus wurden anschließend auf einem UNIX-System der Firma HERMES in digitale 3D-Modelle umgewandelt. Die Auswertung der Daten sowie die Berechnung der Knochendichte erfolgte mit Hilfe des Programms AVS-Express der Firma Advanced Visual Systems. Für die Knochendichtemessung wurde das Caput humeri in drei transversale Schnittebenen gedrittelt. Hier wurde jeweils die Dichte im Bereich der dorsalen, medialen sowie ventralen Gelenkflächenregion, im Bereich des Tuberculum minus, des Sulcus intertubercularis und des Tuberculum majus gemessen. Weiter distal wurde eine vierte Ebene im Schaftbereich festgelegt, auf deren Höhe die Knochendichte der dorsalen, ventralen, medialen und lateralen Kortikalis bestimmt wurde. Abgesehen von drei ROI`s fand sich beim männlichen Kollektiv die gemessene Knochendichte signifikant höher als bei den Frauen, was mit der Zunahme osteoporotischer Frakturen bei älteren Frauen korreliert. Die regionale Verteilung der Knochendichte korreliert gut bis auf den Sulcus intertubercularis mit den klinischen Frakturtypen nach Neer, wobei dieses Areal in Bezug auf den Verlauf der Frakturlinien eher den gemessenen Werten als dieser häufig verwendeten Klassifikation folgt. Mit zunehmender Tiefe vermindert sich insbesondere in den Tuberkula die Mineralisationsdichte, so dass die meisten Anker oberflächennah im Kortex die beste Substanz für eine Fixierung finden. / The aim of the present study was to analyse the distribution of bone mineral density in the proximal humerus in relation to potential regions serving as anchoring surface for implants. These results should help to optimize the design of implants (for example suture anchors, screws). In addition the results should serve as a basis for other finite element calculations by the data collected may be taken into other biomechanical studies in digitalized form.

Weißbüschelaffen sind häufig verwendete Tiermodelle in der Forschung. Jedoch gibt es zu wenige Untersuchungen zu ihrem Knochenaufbau und Knochenstoffwechsel, um sie auch als Modell auf dem Gebiet der Knochenkrankheiten einsetzen zu können. Somit war es das Ziel dieser Studie, Richtwerte der Knochendichte von Weißbüschelaffen aufzustellen, diese mit denen des Menschen und anderer nichtmenschlicher Primaten zu vergleichen, sowie bestimmte Einflussfaktoren, wie Gewicht, Alter oder hormonelle Umstellungen auf die Knochendichte abzuklären. Desweiteren sollte mittels einer histologischen Darstellung der Knochen, sowie mittels immunhistologischen Nachweisen verschiedener knochenspezifischer Antigene, Gemeinsamkeiten oder Unterschiede zum Menschen im Hinblick auf Veränderungen im Knochen aufgedeckt werden. Abschließend stellte sich dann noch die Frage, ob ein therapeutisches Eingreifen bei niedriger messbarer Knochendichte möglich ist, um die Lebenssituation wieder zu verbessern. Hierzu wurde von 58 C.j. mit Hilfe des Aloka®-CT knochenspezifische Parameter im Bereich des vierten Lendenwirbels (L4) gemessen. Zusätzlich wurde Ca, Pi, AP und Östrogen im Blut bestimmt. Knochenschnitte von L4, Femurkopf/Femurhals und Femurschaft von fünf euthanasierten C.j. (4 männliche, 1 weibliches) wurden histologisch, sowie immunhistologisch (Bestimmung von OPN, OC, RUNX 2, Kollagen Typ 1, Kollagen Typ 5) untersucht. Abschließend wurde bei 2 Tieren eine Therapie mittels Zufütterung von Ca und Vitamin D durchgeführt. Trotz Unterschieden in der Höhe des BMD zum Menschen, konnten Gemeinsamkeiten bei der Reaktion auf Gewichtsveränderungen und Alter festgestellt werden. Eine Zunahme des Gewichts führte zu einer signifikanten Zunahme des BMD. Männliche Weißbüschelaffen zeigten einen Anstieg des BMD bis zu einem Alter von 96 Monaten, was bei Menschen Knochenmassepeak genannt wird, und danach einen signifikanten Abfall. Das bedeutet, dass die Knochen im Alter, genau wie beim Menschen, eine größere Frakturneigung zeigen, als bei jungen Tieren. Desweiteren zeigten Tiere mit einem hohen BMD eine signifikant niedrigere AP, als Tiere mit einem niedrigen BMD. Somit konnte dargestellt werden, dass die AP auch beim C.j. einen Marker für die Osteopenie darstellt. Dies ist ebenfalls eine Gemeinsamkeit mit dem Menschen. Immunhistologisch konnten die Knochenformationsmarker OPN, OC und RUNX 2 nur in den stabilen, bruchfesten Knochen nachgewiesen werden. Kollagen Typ I und V wurden in allen Knochen detektiert. Eine Therapie mittels Ca und Vitamin D bei Tieren mit einem pathologisch niedrigem BMD und klinischen Symptomen, zeigte einen deutlichen Anstieg der Knochendichte nach einem halben Jahr, sowie ein Verschwinden der klinischen Symptome. Schlussfolgernd lässt sich sagen, dass der Weißbüschelaffe trotz unterschiedlicher Knochendichtewerte, ein sehr gutes Tiermodell darstellt zur Untersuchung von Erkrankungen, die sich im Knochen manifestieren (z.B. Osteoporose, Ostemalazie).

Die sekundäre Osteoporose ist eine der häufigsten mit der Lebertransplantation verbundenen Komplikationen. Sie ist mit spezifischen chronischen Lebererkrankungen assoziiert und manifestiert sich in ihrem ausgeprägtesten Stadium in Form von Frakturen nicht selten nach der Lebertransplantation (LTX). Management und Therapie der Osteoporose stellen noch heute ein wesentliches Problem bei Lebertransplantatempfängern dar. Das erste Ziel dieser Studie bestand in der Erfassung der Bedeutsamkeit verschiedener spezifischer Lebererkrankungen, des Einflusses von anabolen Sexualhormonen und Immunosuppression auf den Knochensubstanzverlust bei Patienten mit LTX. Das zweite Ziel dieser Studie bestand in der Abschätzung des therapeutischen Effektes von Calcitriol (1,25 (OH)2D3) in niedrigen Dosierungen zu 0,25 µg und 0,5 µg als Monotherapeutikum oder in Kombination mit 1000 mg Kalzium (Ca) bei leichter oder mäßiger Osteoporose. Patienten mit schwerer Osteoporose wurden mit einer Dreifachkombination bestehend aus 0,5 µg Calcitriol, 1000 mg Ca und 25 mg Natriumfluorid behandelt. Von 860 Patienten, die sich im Zeitraum von 1988 bis 1996 einer Lebertransplantation unterzogen, wurden insgesamt 509 Patienten (256 Männer, 213 Frauen) 5 Therapiegruppen und einer Kontrollgruppe zugeteilt. Der Mineralstatus des Knochens und der therapeutische Effekt wurden mittels vor LTX und danach halbjährlich erfolgten Knochendichtemessungen (Dual Energy X-ray Absorptiometry - DEXA) an der Lendenwirbelsäule (LWS) sowie am Schenkelhals (SH) bewertet. Patienten mit primärer biliärer Zirrhose, primär sklerosierender Cholangitis und autoimmuner Zirrhose weisen präoperativ und innerhalb der ersten 6 postoperativen Monate den niedrigsten Knochenmineralbestand auf. Den Sexualhormonstatus betrachtend wiesen 17,5% aller gemessenen Testosteronserumspiegel bei Männern und 78,3% aller gemessenen Serumöstrogenspiegel bei postmenopausalen Frauen hypogonadische Werte auf. Jedoch waren die Serumtestosteronkonzentrationen bei Männern und die Serumöstrogenkonzentrationen bei postmenopausalen Frauen zwischen den mit Calcitriol therapierten Patienten und nichttherapierten Patienten (Kontrollgruppe) nicht signifikant verschieden. Die Basisimmunsuppression bestand aus Cyclosporin A und Tacrolimus kombiniert mit Prednisolon. Bei Patienten, die Tacrolimus erhielten war der Knochenverlust an der LWS signifikant geringer (p=0,0249). Diese Beobachtung wurde höchstwahrscheinlich durch deutlich erhöhte Prednisolongaben bei Patienten mit Cyclosporin A bedingt. Mit Calcitriol therapierte Patienten erhielten wesentlich mehr Prednisolon bezogen auf die kumulative Menge und den Zeitraum im Vergleich zur nichttherapierten Kontrollgruppe. Während die niedrige Dosierung von 0,25 mg zusätzlich Kalzium benötigte um bessere Resultate am SH zu erzielen, führte die Dosierung von 0,5 µg zu einem Knochendichtezuwachs von 10,17% an der LWS und 5,9% am SH ohne Kalziumzusatz und zu einem Knochendichtezuwachs von 10,0% an der LWS und 5,2% am SH mit Kalziumgabe in einem durschnittlichen Therapiezeitraum von 1,5 Jahren. Die Dreifachkombination aus 0,5 µg Calcitriol, 1000 mg Ca und 25 mg Natriumfluorid zeigte bei Patienten mit schwerwiegender Osteoporose die besten Resultate an der LWS (Zuwachsrate 10,67%) und am SH (Zuwachsrate 12,97%) nach 1,15 Jahren. Bei nichttherapierten Patienten der Kontrollgruppe wurde ein Spontanzuwachs der Knochendichte an der LWS von 2,25% und ein Knochendichteabfall am SH von 0,86% beobachtet. Die Rate atraumatischer Frakturen konnte mit 1,77% gering gehalten werden. Calcitriol ist ein wirkungsvolles, nebenwirkungsarmes Therapeutikum zum Ausgleich und zur Prävention des Knochenmasseverlustes bei Patienten mit Lebertransplantation. Natriumfluorid steigert den Mineralisationseffekt besonders am Schenkelhals. / Secondary osteoporosis is a frequent complication of endstage liver disease which often detoriates after orthotopic liver transplantation (OLT). Management and therapy of osteopenic bone disease are still a major problem in liver transplant recipients. First purpose of this study was to estimate the magnitude of various specific liver diseases, sexual hormones and immunosuppression on bone loss in patients undergoing OLT. The second aim was to evaluate the effect of calcitriol (1,25(OH)2D3) in comparatively low dosages of 0,25 µg and 0,5 µg as a single therapy or in combination with 1000 mg calcium (Ca) in light and moderate osteoporosis. Patients with severe osteoporosis received a triple combination with 0,5 µg calcitriol, 1000 mg Ca and 25 mg sodium fluoride. Out of 860 patients undergoing OLT from 1988 to 1996, 509 (256 males, 213 females) were assigned to 5 treatment groups as well as to a control group. Bone mineral status and the effect of therapy were estimated by bone mineral density (BMD) measurements with dual energy X-ray absorptiometry of lumbar spine (LS) and femoral neck (FN) before and every six month after OLT. Primary biliary cirrhosis, primary sclerosing cholangitis and autoimmune cirrhosis were associated with a low pre-existing bone mineralisation and most severe decrease of bone mass during the early post-transplantation period. Considering hormonal measuring performed during the study period 17,5% of all measured testosterone levels in men and 78,3% of all measured oestrogen levels in postmenopausal women were in hypogonadic range. Testosterone and oestrogen levels were not significant different among with calcitriol treated and non-treated patients. Baseline immunosuppression consisted of cyclosprin A or tacrolimus initially combined with corticosteroids. Patients treated with tacrolimus had significant less bone mass reduction in the lumbar spine than patients treated with cyclosporine (p=0,0249). This observation was certainly caused by less application of prednisolone. With calcitriol treated patients received considerably more prednisolone and over a longer period of time than non-treated controls. Bone mineralisation essentially increased under calcitriol therapy in all treatment groups. Whereas the low dose of 0,25 µg needed a complementation of Ca especially to achieve better results in the FN, the dosage of 0,5 µg led to BMD improvement of 10,17% in LS and 5,9% in FN without Ca and to an improvement of 10,0 % in LS and 5,2% in FN with Ca supplementation in an average period of 1,5 years. The triple combination with 0,5 µg calcitriol, 1000 mg Ca and 25 mg sodium fluoride which was used in cases of severe osteoporosis showed the best results with a BMD augmentation rate of 10,67% in LS and 12,79% in FN after a period of 1,15 years. In the untreated controls we only found spontaneous BMD improvement of 2,25% in LS and a further bone loss of 0,86% in FN. A small fracture rate of 1,77% was observed. Calcitriol therapy effectively prevents posttransplant bone loss and augments bone mineralisation in osteoporotic patients. Moreover it minimizes the incidence of atraumatic fractures. Additional sodium fluoride increases the bone density in LS and has a special effect on FN. Side effects are negligible.

Weißbüschelaffen sind häufig verwendete Tiermodelle in der Forschung. Jedoch gibt es zu wenige Untersuchungen zu ihrem Knochenaufbau und Knochenstoffwechsel, um sie auch als Modell auf dem Gebiet der Knochenkrankheiten einsetzen zu können. Somit war es das Ziel dieser Studie, Richtwerte der Knochendichte von Weißbüschelaffen aufzustellen, diese mit denen des Menschen und anderer nichtmenschlicher Primaten zu vergleichen, sowie bestimmte Einflussfaktoren, wie Gewicht, Alter oder hormonelle Umstellungen auf die Knochendichte abzuklären. Desweiteren sollte mittels einer histologischen Darstellung der Knochen, sowie mittels immunhistologischen Nachweisen verschiedener knochenspezifischer Antigene, Gemeinsamkeiten oder Unterschiede zum Menschen im Hinblick auf Veränderungen im Knochen aufgedeckt werden. Abschließend stellte sich dann noch die Frage, ob ein therapeutisches Eingreifen bei niedriger messbarer Knochendichte möglich ist, um die Lebenssituation wieder zu verbessern. Hierzu wurde von 58 C.j. mit Hilfe des Aloka®-CT knochenspezifische Parameter im Bereich des vierten Lendenwirbels (L4) gemessen. Zusätzlich wurde Ca, Pi, AP und Östrogen im Blut bestimmt. Knochenschnitte von L4, Femurkopf/Femurhals und Femurschaft von fünf euthanasierten C.j. (4 männliche, 1 weibliches) wurden histologisch, sowie immunhistologisch (Bestimmung von OPN, OC, RUNX 2, Kollagen Typ 1, Kollagen Typ 5) untersucht. Abschließend wurde bei 2 Tieren eine Therapie mittels Zufütterung von Ca und Vitamin D durchgeführt. Trotz Unterschieden in der Höhe des BMD zum Menschen, konnten Gemeinsamkeiten bei der Reaktion auf Gewichtsveränderungen und Alter festgestellt werden. Eine Zunahme des Gewichts führte zu einer signifikanten Zunahme des BMD. Männliche Weißbüschelaffen zeigten einen Anstieg des BMD bis zu einem Alter von 96 Monaten, was bei Menschen Knochenmassepeak genannt wird, und danach einen signifikanten Abfall. Das bedeutet, dass die Knochen im Alter, genau wie beim Menschen, eine größere Frakturneigung zeigen, als bei jungen Tieren. Desweiteren zeigten Tiere mit einem hohen BMD eine signifikant niedrigere AP, als Tiere mit einem niedrigen BMD. Somit konnte dargestellt werden, dass die AP auch beim C.j. einen Marker für die Osteopenie darstellt. Dies ist ebenfalls eine Gemeinsamkeit mit dem Menschen. Immunhistologisch konnten die Knochenformationsmarker OPN, OC und RUNX 2 nur in den stabilen, bruchfesten Knochen nachgewiesen werden. Kollagen Typ I und V wurden in allen Knochen detektiert. Eine Therapie mittels Ca und Vitamin D bei Tieren mit einem pathologisch niedrigem BMD und klinischen Symptomen, zeigte einen deutlichen Anstieg der Knochendichte nach einem halben Jahr, sowie ein Verschwinden der klinischen Symptome. Schlussfolgernd lässt sich sagen, dass der Weißbüschelaffe trotz unterschiedlicher Knochendichtewerte, ein sehr gutes Tiermodell darstellt zur Untersuchung von Erkrankungen, die sich im Knochen manifestieren (z.B. Osteoporose, Ostemalazie).:Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 4 2.1 Der Knochenstoffwechsel 4 2.2 Tiermodelle für Untersuchungen zu Veränderungen im Knochenstoffwechsel 5 2.3 Der Weißbüschelaffe 8 2.4 Computertomografie 9 3 Ergebnisse 3.1 paper 1: “Analysis of the bone metabolism by quantitative computer tomography and clinical chemistry in a primate model (Callithrix jacchus)” (veröffentlicht im Journal of medical primatology 2011) 11 3.2 paper 2: “The conclusiveness of less-invasive imaging techniques (computer tomography, X-ray) with regard to their identification of bone diseases in a primate model (Callithrix jacchus)” (veröffentlicht im Journal of medical primatology 2012) 22 4 Diskussion 4.1 Basiswerte zu computertomografischen Untersuchungen des Knochens des Callithrix jacchus und dessen Vergleichbarkeit mit anderen nichtmenschlichen Primaten sowie mit dem Menschen 31 4.2 Einflussfaktoren auf den Knochenstoffwechsel des Weißbüschelaffen 33 4.3 Beurteilung der Aussagekraft gering invasiver Untersuchungsmethoden anhand histologischer und immunhistologischer Darstellungen von Lendenwirbel und Oberschenkelknochen bei klinisch auffälligen Weißbüschelaffen 39 4.4 Therapie bei auffällig niedriger Knochendichte mit Beeinträchtigungen des Allgemeinverhaltens 44 5 Zusammenfassung 46 6 Summary 48 7 Literaturverzeichnis 50 8 Anhang 8.1 Abstrakt zu einem Poster, vorgestellt auf dem FELASA 2010 Congress vom 14.-17. Juni 2010 in Helsinki 8.2 Abstrakt zu einem Poster (Posterpreis erhalten), vorgestellt auf dem 9. Research Festival for Life Sciences am 17. Dezember 2010 in Leipzig Danksagung

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In a cross-sectional study of 54 patients with adolescence-onset hypogonadism (33 females, 21 males; age range: 19–40 years), medical care, quality of life, and health status were assessed. Most patients had received adequate medical care with short cumulative periods of interruption of hormone replacement. The prevalence of the metabolic syndrome was 27% in females and 19% in males. In comparison to the general population, females had both a lower bone mineral density (dual-energy X-ray absorptiometry, Z-score = −0.8, p < 0.001) and a higher prevalence of obesity (age 19–29 years: study population 35%, general population 4%). The body fat percentage (dualenergy X-ray absorptiometry) was significantly elevated (age 19–29 years: females Z-score = +1.8, p < 0.001, males Z-score = +2.4, p = 0.001). Quality of life (SF-36) was normal. Despite adequate treatment, patients with early-onset hypogonadism are prone to develop signs and symptoms consistent with inadequate hormone replacement. A successful transition from pediatric to adult medicine seems important to optimize treatment outcomes.

Sowohl der Diabetes mellitus als auch die Osteoporose sind chronische Erkrankungen, die auf Grund Ihrer Häufigkeit eine sehr hohe soziale und medizinische Bedeutung haben. Eine Bewertung der Beziehung zwischen Osteoporose- und DM-Risiko ergab, dass ein hohes und sehr hohes Risiko für Diabetes mellitus mit einem hohen und sehr hohen Risiko für die Entwicklung von Osteoporose kombiniert ist (Drobot et al., 2010). Bei hoher Hyperglykämie und Insulininsuffizienz verschlechtern sich die Mineralisierungsprozesse des Knochengewebes und die Synthese von Protein und Kollagen, was sich negativ auf die Prozesse der Knochenbildung auswirkt. Trotz der bedeutenden Fortschritte bei der Erforschung der Ätiologie und Pathogenese sind die detaillierte Wirkung des DM auf die Mineralzusammensetzung des Knochengewebes nach wie vor unklar (Hofbauer et al., 2007). Somit war es das Hauptziel der vorliegenden Untersuchungen, die strukturellen Veränderungen und die Veränderungen der Mineralzusammensetzung im Knochengewebe im Zusammenhang mit dem DM am etablierten Streptozotocin-Diabetes-Modell der Ratte zu analysieren.

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