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dc.contributor.advisor Stürmer, Ewa Prof. Dr.
dc.contributor.author Bösch, Malte
dc.date.accessioned 2016-12-21T10:05:23Z
dc.date.available 2016-12-28T23:51:10Z
dc.date.issued 2016-12-21
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-002B-7CEF-D
dc.description.abstract Osteoporose ist eine Krankheit, die weltweit Millionen Menschen betrifft und in Anbetracht der überalternden Gesellschaft in Zukunft weiter an Relevanz gewinnen wird. Dass sich eine Ganzkörpervibration vorteilhaft auf Osteoporose auswirken kann, wurde schon in vorausgegangenen Studien belegt (Rubin et al. 2001b; Flieger et al. 1998; Oxlund et al. 2003; Sehmisch et al. 2009; Stuermer et al. 2010a; Stuermer et al. 2010b). Jedoch konnte bisher keine Klarheit über die optimale Anwendung (Dauer, Häufigkeit, Frequenz, Ausrichtung, Amplitude) gewonnen werden. Die bisherigen Versuche unterschieden sich lediglich in den verwendeten Frequenzen und der Therapiedauer.  Um die unterschiedlichen Einflüsse von vertikaler und horizontaler Vibration auf die osteoporotische Frakturheilung zu untersuchen, wurde in der vorliegenden Arbeit ein Tierversuch mit 90 weiblichen Ratten durchgeführt. 15 wurden scheinoperiert und 75 wurden ovarektomiert. Innerhalb einer Latenzzeit von 8 Wochen entwickelten die ovarektomierten Versuchstiere eine Osteoporose. Im Folgenden wurden alle Tiere an der Tibiametaphyse standardisiert osteotomiert und mittels Plattenosteosynthese versorgt. Es wurden sechs Versuchsgruppen gebildet: Vier Gruppen wurden einer horizontalen bzw. vertikalen Ganzkörpervibration mit 35 Hz oder 70 Hz ausgesetzt (35Hz vert, 70Hz vert, 35Hz horiz und 70Hz horiz). Die übrigen zwei Gruppen erhielten keine Ganzkörpervibration, wobei eine Gruppe aus nicht ovarektomierten (SHAM) und die andere Gruppe aus Tieren nach Ovarektomie bestand (OVX). Die Ganzkörpervibration wurde zweimal täglich über einen Zeitraum von vier Wochen mit einer Amplitude von 0,5 mm durchgeführt. Nach Beendigung dieses Zeitraumes wurden die Tiere per Dekapitation getötet und die Tibiae entnommen. Anschließend wurden ein biomechanischer Test, eine μCT-Untersuchung, eine mikroradiographische Untersuchung sowie eine polychrome Sequenzmarkierung durchgeführt. Die ersten beiden Untersuchungen konnten am präparierten Knochen vorgenommen werden. Die letzteren erfolgten nach Einbettung der Knochen in Methylmetacrylat und der Anfertigung von ca. 120 µm dicken histologischen Schnitten. Der biomechanische Test zeigte keine signifikante Veränderung der Elastizität oder der Streckgrenze in allen Gruppen zueinander. Die biomechanischen Eigenschaften des Kallus konnten nur tendenziell bei den hohen Frequenzen von 70 Hz vertikal und 70 Hz horizontal verbessert werden. In der μCT-Untersuchung konnte weder durch horizontale noch durch vertikale Ganzkörpervibration ein signifikanter positiver Einfluss auf die Frakturheilung im Vergleich zur osteoporotischen Kontrollgruppe nachgewiesen werden. Es zeigten sich jedoch positive Tendenzen durch die horizontale Vibration bei 70 Hz. Die mikroradiographische Untersuchung ergab einen positiven Einfluss der vertikalen und der horizontalen WBV bei 70 Hz. Die horizontale Vibration bei 70 Hz konnte im Vergleich zur osteoporotischen Kontrollgruppe die Kortikalisdicke distal ventral, den Knochendurchmesser proximal, die Kallusdicke ventral, die Knochendichte des ventralen und die des endostalen Kallus verbessern.  In der polychromen Sequenzmarkierung konnte insgesamt durch die WBV eine Verschlechterung der frühen und eine Verbesserung der mittleren und späten osteoporotischen Frakturheilung gezeigt werden. In der frühen Phase wirkten sich ventral sowie endostal alle Frequenzen nachteilig aus. In der mittleren Phase war die horizontale Vibration bei 70 Hz in Bezug auf die dorsale Kallusfläche signifikant vorteilhaft gegenüber der osteoporotischen Kontrollgruppe. In der späten Phase erreichte die Gruppe mit horizontaler 35 Hz-Therapie in Bezug auf die ventrale Kallusfläche gegenüber der osteoporotischen Gruppe und der Gruppe mit vertikaler 35 Hz-Therapie signifikante Steigerungen. Dorsal zeigten beide horizontalen Frequenzen signifikant größere Kallusflächen als die Gruppe mit vertikaler 35 Hz-Therapie.  In der Zusammenschau aller durchgeführten Untersuchungen dieser Arbeit kristallisierte sich die horizontale Ganzkörpervibration bei 70 Hz als die vorteilhafteste Frequenz heraus, um die osteoporotische Frakturheilung an der Tibiametaphyse positiv zu beeinflussen.  de
dc.language.iso deu de
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc 610 de
dc.title Vergleichende Analyse der Effektivität von horizontaler und vertikaler Ganzkörpervibration auf die osteoporotische Tibiafrakturheilung im Rattentiermodell de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Comparative analysis of the effectiveness of horizontal and vertical whole body vibration on the osteoporotic tibia fracture healing in the rat model de
dc.contributor.referee Stürmer, Ewa Prof. Dr.
dc.date.examination 2016-12-21
dc.description.abstracteng Osteoporosis is a disease that affects millions of people worldwide and will continue to gain in relevance in view of aging populations. Previous studies (Rubin et al. 2001b; Flieger et al. 1998; Oxlund et al. 2003; Sehmisch et al. 2009; Stuermer et al. 2010a; Stuermer et al. 2010b) have already shown that whole body vibration can have an advantageous effect on osteoporosis. However, they were not able to provide any clarity regarding the optimal application (duration, frequency,  position, amplitude). Previous attempts differed only in the frequencies and duration of the therapy.  In this study, an animal experiment was conducted with 90 female rats to examine the different influences of vertical and horizontal vibration on osteoporotic fracture healing. 15 underwent sham surgery and 75 were ovariectomized. Within a latency period of 8 weeks, the ovariectomized animals developed osteoporosis. Thereafter, all animals were osteotomized at a standardized point on the tibial metaphysis and then treated by plate osteosynthesis. Six experimental groups were established: four groups were exposed to either horizontal or vertical whole body vibration at 35 Hz or 70 Hz (35Hz vert, 70Hz vert, 35Hz horiz and 70Hz horiz). The other two groups, one non-ovariectomized (SHAM) group and one ovariectomized (OVX) group, received no whole body vibration. The whole body vibration was carried out twice daily over a four-week period at an amplitude of 0.5 mm. After completion of this period, the animals were killed by decapitation and the tibiae were removed. Subsequently, a biomechanical test, a μCT examination, a micro-radiographic examination and a polychrome sequence marking were performed. The first two studies were carried out on the prepared bone. The latter two were carried out after embedding the bone in methyl methacrylate and producing histological sections approximately 120 µm thick. The biomechanical test showed no significant difference in elasticity or yield strength between any of the groups. The biomechanical properties of the callus could only be slightly improved at the high frequencies of 70 Hz vertical and 70 Hz horizontal. In the μCT examination, neither the horizontal nor vertical whole body vibration showed any significant positive influence on the healing of fractures compared to the osteoporotic control group. However, there were positive trends when using horizontal vibration at 70 Hz. The micro-radiographic examination showed a positive influence when using vertical and horizontal WBV at 70 Hz. In comparison to the osteoporotic control group, horizontal vibration at 70 Hz improved distal ventral cortical thickness, proximal bone diameter, ventral callus thickness, and bone density of the ventral and endosteal callus.  In the polychrome sequence marking study, WBV caused deterioration of early osteoporotic fracture healing and improvement of middle and late osteoporotic fracture healing. In the early phase, all frequencies had a detrimental effect ventrally and endosteally. In the middle phase, horizontal vibration at 70 Hz was significantly more beneficial compared to the osteoporotic control group with respect to the dorsal callus surface. In the late phase, the group with horizontal 35Hz therapy showed significant improvement with respect to the ventral callus compared to the osteoporotic group and the group with vertical 35 Hz therapy. Dorsally, both horizontal frequencies showed significantly larger callus surfaces than the group with vertical 35Hz therapy.  Summarizing all the tests carried out for the present study, horizontal whole body vibration at 70 Hz emerged as the most beneficial rate for positively influencing osteoporotic fracture healing at the tibial metaphysis.  de
dc.contributor.coReferee Seidlová-Wuttke, Dana PD Dr.
dc.contributor.thirdReferee Schön, Margarete Prof. Dr.
dc.subject.ger Ganzkörpervibration de
dc.subject.ger Frakturheilung de
dc.subject.ger Tibiametaphyse de
dc.subject.ger Osteoporose de
dc.subject.ger Ratte de
dc.subject.eng whole body vibration de
dc.subject.eng facture healing de
dc.subject.eng tibial metaphysis de
dc.subject.eng osteoporosis de
dc.subject.eng rat de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-002B-7CEF-D-3
dc.affiliation.institute Medizinische Fakultät de
dc.subject.gokfull Medizin (PPN619874732) de
dc.description.embargoed 2016-12-28
dc.identifier.ppn 875560377

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