Probleme
Der Mechanismus der Frakturheilung ist ein komplizierter und fließender Prozess. Dieser Prozess kann in vier Stufen unterteilt werden. Diese Phasen weisen jedoch erhebliche Überschneidungen auf.
Hämatombildung (Tage 1 bis 5)
Dieses Stadium beginnt unmittelbar nach der Fraktur. Die Blutgefäße, die den Knochen und das Periost versorgen, werden während der Fraktur gerissen, wodurch sich um die Frakturstelle ein Hämatom bildet. Das Hämatom gerinnt und bildet den temporären Rahmen für die nachfolgende Heilung. Die Verletzung des Knochens führt zur Sekretion von proinflammatorischen Zytokinen wie Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α), knochenmorphogenetischen Proteinen (BMPs) und Interleukinen (IL-1, IL-6, IL-11, IL-23). Diese Zytokine stimulieren die essentielle Zellbiologie an der Stelle und ziehen Makrophagen, Monozyten und Lymphozyten an. Diese Zellen wirken zusammen, um beschädigtes, nekrotisches Gewebe zu entfernen und Zytokine wie den vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) abzusondern, um die Heilung an der Stelle zu stimulieren.
Fibrokartilaginöse Kallusbildung (Tage 5 bis 11)
Die Freisetzung von VEGF führt zur Angiogenese an der Stelle, und innerhalb des Hämatoms beginnt sich fibrinreiches Granulationsgewebe zu entwickeln. Weitere mesenchymale Stammzellen werden in das Gebiet rekrutiert und beginnen sich (angetrieben durch BMPs) zu Fibroblasten, Chondroblasten und Osteoblasten zu differenzieren. Infolgedessen beginnt eine Chondrogenese, bei der ein kollagenreiches fibrokartilaginöses Netzwerk, das die Frakturenden überspannt, mit einer umgebenden hyalinen Knorpelhülse angelegt wird. Gleichzeitig wird neben den Periostschichten eine Schicht gewebten Knochens von den Osteoprogenitorzellen abgelegt.
Knöcherne Kallusbildung (Tage 11 bis 28)
Der knorpelige Kallus beginnt endochondral zu verknöchern. RANK-L wird exprimiert und stimuliert die weitere Differenzierung von Chondroblasten, Chondroklasten, Osteoblasten und Osteoklasten. Dadurch wird der knorpelige Kallus resorbiert und beginnt zu verkalken. Subperiostal wird der Knochen weiterhin abgelegt. Die neu gebildeten Blutgefäße vermehren sich weiter und ermöglichen eine weitere Migration mesenchymaler Stammzellen. Am Ende dieser Phase bildet sich ein harter, verkalkter Kallus aus unreifem Knochen.
Knochenumbau (ab Tag 18, Monate-Jahre)
Mit der fortgesetzten Migration von Osteoblasten und Osteoklasten wird der harte Kallus wiederholt umgestaltet – als gekoppelter Umbau bezeichnet.‘ Dieses ‚gekoppelte Remodeling‘ ist ein Gleichgewicht zwischen Resorption durch Osteoklasten und Knochenneubildung durch Osteoblasten. Das Zentrum des Kallus wird letztendlich durch kompakten Knochen ersetzt, während die Kalluskanten durch Lamellenknochen ersetzt werden. Neben diesen Veränderungen kommt es zu einer erheblichen Umgestaltung des Gefäßsystems. Der Prozess des Knochenumbaus dauert viele Monate und führt letztendlich zur Regeneration der normalen Knochenstruktur.
Ein wichtiger Punkt, der erweitert werden muss, ist die endochondrale Ossifikation, die als Prozess der Umwandlung von Knorpel in Knochen bezeichnet wird. Wie oben beschrieben, geschieht dies während der Bildung von Knochenkallus, bei dem der neu gebildete kollagenreiche Knorpelkallus durch unreifen Knochen ersetzt wird. Dieser Prozess ist auch der Schlüssel zur Bildung langer Knochen im Fötus, bei denen das Knochenskelett das hyaline Knorpelmodell ersetzt. Die zweite Art der Ossifikation tritt auch beim Fötus auf; Dies ist intramembranöse Ossifikation; Dies ist der Prozess, durch den mesenchymales Gewebe (primitives Bindegewebe) direkt in den Knochen umgewandelt wird, der kein Knorpelzwischenprodukt ist. Dieser Vorgang findet in den flachen Schädelknochen statt.