Die Etablierung eines Streptozotocin-induzierten diabetischen Schweines und die Beurteilung der pathologischen Veränderungen des Knochens

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2012-12-04
Issue Year
2012
Authors
Tran-Vinh, Han
Editor
Abstract

The number of diabetic patients needing medical treatment is growing steadily. Therefore it is needed to find a diabetic animal model, which offers high degree of similarities with humans and is suitable for the systematic evaluation of biomaterials and medical devices. Concerning implantology and oral-maxillo-facial-surgery the focus of the following study is on the influence of diabetes on the hard tissue. Thirty domestic pigs were used for the study, divided in three test groups. The control group consisted of five pigs. Two groups received Streptozotocin (STZ) to induce diabetes. Fifteen received a dosage of 90 mg/kg body weight and ten received a dosage of 130 mg/kg body weight. Hard tissue biopsies were taken after 0, 6, 12 and 18 months. Bone mineral density and bone mineralization rate of the hard tissue from the calvaria was then quantitatively evaluated by means of light microscopy and microradi-ography. The quantitative evaluation of the hard tissue already revealed pathological changes in the diabetic groups after 6 months. In comparison to the control group, the bone mineralization rate was lower in the diabetic group after 6 months and with a significant difference after 12 months. The bone mineral density was lower in the diabetic group after a period of 12 months. The mortality rate of the 90 mg/kg body weight group was lower than the 130 mg/kg body weight group. Regarding the results, it can be concluded that Streptozotocin-treatment with a dosage of 90 mg/kg body weight is better than the dosage of 130 mg/kg body weigth to induce diabetes. It offers a suitable animal model leading to histopathological changes in the hard tissue. Moreover, the high degree of similarities with humans makes the pig an interesting diabetic animal model for biomaterial research in compromised bone.

Abstract

Die Zahl der Diabetiker, die eine medizinische Versorgung benötigen, steigt stetig. Aus diesem Grund ist es notwendig, ein diabetisches Tiermodell zu finden, das in einem hohen Maß Ähnlichkeiten zum Menschen aufweist und für systematische Untersuchungen von Biomaterialien und medizinischen Produkten geeignet ist. In Bezug auf die Implantologie sowie die Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie liegt der Fokus der folgenden Studie auf dem Einfluss von Diabetes auf das Hartgewebe. Für diese Studie wurden dreißig Hausschweine verwendet, die in drei Untersuchungsgruppen eingeteilt wurden. Die Kontrollgruppe bestand aus fünf Schweinen. Zwei Gruppen bekamen Streptozotocin (STZ) zur Induktion einer diabetischen Stoffwechsellage. 15 Hausschweine erhielten dabei eine Dosis von 90 mg/kg Körpergewicht , 10 Hausschweine eine Dosierung von 130 mg/kg Körpergewicht. Knochenbiopsien wurden nach 0, 6, 12 und 18 Monaten entnommen. Anschließend erfolgte die quantitative Evaluation der Knochendichte und der Knochenmineralisationsrate der Knochenprobe aus der Schädelkalotte mittels Lichtmikroskop und Mikroradiographien. Die quantitative Evaluation des Hartgewebes ergab bereits nach 6 Monaten in den diabetischen Versuchsgruppen pathologische Veränderungen. Im Vergleich zu den gesunden Tieren war die Knochenmineralisationsrate bei den diabetischen Tieren nach 6 Monaten geringer und wies nach 12 Monaten einen signifikanten Unterschied auf. Ebenso war die Knochendichte in der diabetischen Gruppe nach einem Zeitraum von 12 Monaten vermindert. Die Mortalitätsrate der Gruppe, die mit 90 mg/kg Körpergewicht behandelt wurde, war kleiner als die mit einer Dosierung von 130 mg/kg Körper-gewicht. In Anbetracht der Ergebnisse kann zusammengefasst werden, dass zur Induktion von Diabetes bei Hausschweinen eine Streptozotocin-Dosierung von 90 mg/kg Körpergewicht einer Dosierung von 130 mg/kg Körpergewicht überlegen ist. Sie bietet ein geeignetes Tiermodell, das histopathologische Veränderungen im Hartgewebe entwickelt. Außerdem ist das Schwein aufgrund seiner hohen Ähnlichkeit zum Menschen ein interessantes diabetisches Tiermodell für die Erforschung von Biomaterialien im kompromittierten Knochen.

DOI
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