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Einfluss der vertikalen und horizontalen Ganzkörpervibration mit verschiedenen Frequenzen auf die Lendenwirbelsäule im Rattentiermodell

dc.contributor.advisorSehmisch, Stephan PD Dr.
dc.contributor.authorFürst, Benedikt
dc.date.accessioned2014-10-22T09:50:16Z
dc.date.available2014-11-12T23:50:05Z
dc.date.issued2014-10-22
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0023-9912-3
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-4739
dc.description.abstractUm die Beeinflussbarkeit des osteoporotischen Lendenwirbelkörpers der Ratte durch vertikale und horizontale Ganzkörpervibrationen (WBV) unterschiedlicher Frequenzen zu untersuchen, wurde ein Kollektiv aus 90 drei Monate alten Ratten (Gattung Sprague Dawley) gebildet. Von diesen Tieren bildeten 15 Ratten die gesunde SHAM-Gruppe. 75 Tiere wurden ovariektomiert und zu je 15 Tieren auf die Gruppen OVX und die einer WBV unterzogenen Gruppen 35 Hz vertikal, 70 Hz vertikal, 35 Hz horizontal, 70 Hz horizontal aufgeteilt. 61 Tage nach erfolgter Ovariektomie wurde mit der WBV (zweimal täglich für 15 Minuten) über einen Zeitraum von 31 aufeinander folgenden Tagen begonnen. Nach Durchführung der WBV wurden die Versuchstiere durch Dekapitation getötet, die einzelnen Wirbelkörper präpariert und den jeweiligen Untersuchungen zugeführt. Die Knochenmineraldichte und der Anteil an Kalzium und Phosphat wurden am zweiten Lendenwirbelkörper durch Veraschung bzw. Flammatomabsorptionsspektroskopie/Photometrie ermittelt. Um die biomechanischen Parameter zu untersuchen, wurde der vierte Lendenwirbelkörper in toto einem axialen Kompressionstest unterzogen. Durch Analyse des dritten Lendenwirbelkörpers mittels Mikro-CT konnte Aufschluss über das trabekuläre Netzwerk sowie das Volumen und die Knochenmineraldichte erlangt werden. Anschließend wurden die Ergebnisse aus Veraschungsversuch und Mikro-CT mit den biomechanischen Parametern korreliert, um so die Determinanten eines stabileren Knochens zu identifizieren. In dieser Studie konnte ein signifikanter negativer Einfluss des Östrogenmangels auf die biomechanische Stabilität sowie die Knochenmineraldichte, das Knochenvolumen und Trabekeldicke des Knochens gezeigt und der Nutzen einer WBV als nicht-medikamentöse Therapieoption des osteoporotischen Knochens belegt werden. Die bei 35 Hz vibrierten Tiere erlangten bezüglich der biomechanischen Stabilität (Fmax, Streckgrenze, Steigung) und der Knochenmineraldichte (total BMD) das Niveau der gesunden SHAM-Tiere. Die horizontale WBV konnte keinen eindeutigen Effekt auf die erhobenen Parameter zeigen. Durch den berechneten Korrelationskoeffizienten konnte die Abhängigkeit der biomechanischen Stabilität des Wirbelkörpers von der mittels Mikro-CT ermittelten Trabekeldicke, dem Knochenvolumen und der Knochenmineraldichte dargestellt werden. Somit kann von den durch Bildgebung erhobenen Daten direkt auf die biomechanische Belastbarkeit und die Frakturneigung geschlossen werden. In dieser Studie konnten der Einfluss und Nutzen einer vertikalen 35 Hz WBV auf den osteoporotischen Lendenwirbelkörper der Ratte gezeigt werden. Die Bestätigung der Ergebnisse am Großtiermodell stellt ebenso wie die Durchführung klinischer Studien Ziele für die Zukunft dar, um den Nutzen einer WBV als schonende nicht-medikamentöse Therapieform der Osteoporose zu betätigen.de
dc.language.isodeude
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/
dc.subject.ddc610de
dc.titleEinfluss der vertikalen und horizontalen Ganzkörpervibration mit verschiedenen Frequenzen auf die Lendenwirbelsäule im Rattentiermodellde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedInfluence of vertical and horizontal whole-body-vibration with different frequencies on the lumbar spine in the rat animal modelde
dc.contributor.refereeWuttke, Wolfgang Prof. Dr.
dc.date.examination2014-11-05
dc.description.abstractengAim of this study was to present the influence of vertical and horizontal whole-body-vibration with different frequencies on the osteoporotic lumbar spine in the rat animal model. Therefore 75 rats (Sprague Dawley) were bilaterally ovariectomized and 15 rats sham-operated, all at the age of three month. The animals were divided into 6 groups, each consisting 15 rats treated with a different therapy of whole-body-vibration and the non-treated groups Sham and OVX. After developing osteoporosis for 61 days, whole-body-vibration was induced twice a day for 15 minutes on 31 following days with different frequencies (35 Hz vertical, 70 Hz vertical, 35 Hz horizontal, 70 Hz horizontal). After 31 days of WBV the animals were sacrificed by decapitation, the single lumbar vertebrae were prepareted and supplied to the respective tests. The bone mineral density and the share of calcium and phosphate were determined by ashing and flame atomic absorption spectroscopy/photometry on the second lumbar vertebrae. For examination of the biomechanical properties, the fourth lumbar vertebrae was subjected to an axial compression test as entire bone. Information about the bone volume, bone mineral density and the trabecular network could be obtained by analyzing the third lumbar vertebrae with micro-ct. Subsequently the results of the ashing and the micro-ct were correlated with the biomechanical properties to identify the determinants of a stable bone. The results reveal the negative influence of an oestrogen deficiency on the biomechanical properties, the bone mineral density, the bone volume and the thickness of the trabecular bone and the positive effect of the whole-body-vibration as a non-medical treatment of osteoporosis. The animals treated with 35 Hz vertical vibration reached the level of the non-treated healthy animals of the sham-group concerning the biomechanical properties (Fmax, yield load, slope) and the total BMD. The horizontal vibration showed no distinct effect on the examined parameters. The correlation coefficient revealed the dependence of the biomechanical stability to the trabecular thickness, the bone volume and BMD examined by micro-ct. Consequently the data collected with micro-ct can be directly linked to the biomechanical strength and the fracture inclination. In this study the impact and benefits of a vertical 35 Hz WBV on the osteoporotic lumbar spine of the rat was proofed. The confirmation of the results in a large animal model as well as the implementation of clinical studies are objectives for future examinations in order to prove the WBV as a broadly accepted non-medical therapy of osteoporosis. de
dc.contributor.coRefereeSchön, Margarete Prof. Dr.
dc.subject.gerOsteoporose, Ganzkörpervibration, Rattentiermodellde
dc.subject.engOsteoporosis, whole body vibration, rat animal modelde
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0023-9912-3-3
dc.affiliation.instituteMedizinische Fakultätde
dc.subject.gokfullOrthopädie (PPN619876204)de
dc.description.embargoed2014-11-12
dc.identifier.ppn798942134


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