Traumatische Brüche verursachen oft erhebliche Gewebeschäden und Schwellungen, was das Risiko für Komplikationen wie Infektionen, Nekrose und Knochenununionerhöht 1,2. Grzegorz Szczesny et al. zeigten, dass eine Funktionsstörung des Lymphdrainages, die zu Gewebeödemen führt, mit verzögerter Heilung in Verbindung steht3. Studien zeigen, dass während des Bruchheilungsprozesses neben der Reparatur des Knochengewebes auch das Lymphsystem an der Bruchstelle eine wichtige Rolle spielt. Lymphgefäße sind nicht nur für die Ableitung von Zwischenflüssigkeit und die Verhinderungvon Schwellungen verantwortlich, sondern auch für die Regulierung der Zellwanderung der Immunität und den Ausbau von Stoffwechselabfällen. In den frühen Stadien der Fraktur können proinflammatoriske Faktoren wie TNF-α, IL-1, IL-6 und Macrophage Colony-Stimulating Factor (MCSF) jedoch lymphatische Endothelzellen5 schädigen, was zu pathologischen Veränderungen wie Degeneration, Ödem und Fibrose6 führt. Relevante Studien haben das Vorhandensein lymphatischer Endothelzellen in Knochen und Periost sowie im umliegenden Fett- und Muskelgewebe gezeigt. Darüber hinaus trägt der lymphatische Abfluss auch zur Regulierung der Mikroumgebung des Hämatoms nach einer Fraktur bei; ein wirksamer lymphatischer Abfluss erleichtert das Überleben der Osteoblasten und die Proliferation von Knochenmark-mesenchymalen Stammzellen (BMSCs)7. Während eines Bruchs sind die pro-inflammatorischen Faktoren (TNF-α, IL-1 und IL-6) und Wachstumsfaktoren (TGFβ1 und PDGF), die von Immunzellen an der geschädigten Stelle produziert werden, wichtige regulatorische Faktoren für die Osteoblastenapoptose und die Proliferation von BMSC8. Hüseyin Arslan und andere Wissenschaftler haben die negative Auswirkung des lymphatischen Ödems auf Osteoblasten bestätigt. Diese Forschungsergebnisse unterstreichen die wichtige Rolle des Lymphabflusses bei der Bruchheilung. Jüngste Fortschritte in der ICG-Nahinfrarot-(NIR)-Fluoreszenzbildgebung haben die nicht-invasive, Echtzeit-Beobachtung der lymphatischen Flussdynamik sowohl in Tiermodellen als auch beim Menschen ermöglicht. Diese Technik ermöglicht eine quantitative Bewertung der Kontraktilität lymphatischer Gefäße, der Abflussgeschwindigkeit und der Integrität des Signalwegs10,11. Eine Studie mit Mausmodellen von Arthritis und Entzündungen hat gezeigt, dass ICG-NIR-Bildgebung zwischen akuten und chronischen lymphatischen Reaktionen unterscheiden kann und dabei unterschiedliche Abflussmuster während Gewebeverletzung und Genesung hervorhebt. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die NIR-Lymphbildgebung wirksam ist, um die funktionelle Erholung nach manuellem Lymphdrainage zu überwachen und die Wirksamkeit lymphatisch-gezielter Therapien zu bewerten. Die Ultraschalluntersuchung bietet eine komplementäre quantitative Methode zur Beurteilung der Morphologie und des Volumens drainierender Lymphknoten sowie des Gewebeödems, das mit einer beeinträchtigten Lymphdrainage verbunden ist. Die Integration der NIR-Fluoreszenzbildgebung mit Ultraschall ermöglicht eine gleichzeitige Beurteilung der lymphatischen Funktion und anatomischer Veränderungen und bietet einen multimodalen Ansatz zur Untersuchung lymphatischer Dynamik in vivo. Trotz wachsender Anerkennung der entscheidenden Rolle der lymphatischen Dysfunktion bei der posttraumatischen Heilung fehlen weiterhin standardisierte und reproduzierbare Methoden zur Beurteilung des Lymphabflusses nach Frakturen. Viele derzeitige Bildgebungsmethoden sind invasiv, haben keine ausreichende räumliche Auflösung oder können den Lymphfluss nicht dynamisch überwachen. Daher wird erwartet, dass die Entwicklung eines Protokolls, das ICG-NIR und Ultraschallbildgebung kombiniert, diesen methodischen Mangel beheben und ein wirksames Instrument zur Bewertung der lymphatischen Genesung sowie deren Beitrag zur Knochenreparatur bietet.
Diese Studie präsentiert einen innovativen Rahmen, der ICG-NIR-Fluoreszenzbildgebung mit hochauflösendem Ultraschall kombiniert, um den Lymphabfluss nach Tibiafrakturen bei Mäusen zu beurteilen. Dieser Ansatz ermöglicht eine halbquantitative Analyse der Drainageeffizienz und misst das Volumen der Lymphknoten während des Bruchheilungsprozesses. Es hat auch einige Einschränkungen. Erstens wird ICG-NIR hauptsächlich zur Bewertung oberflächlicher lymphatischer Gefäße eingesetzt, und seine Bildgebungsfähigkeit für tiefere Strukturen ist begrenzt. Zweitens, obwohl Veränderungen im Lymphknotenvolumen einige Informationen liefern, fehlt ihnen die Spezifität und sie können direkte funktionelle Messungen nicht vollständig ersetzen. Diese Methodik hat ein erhebliches translationales Potenzial und verbessert unser Verständnis der lymphatischen Funktion bei der Knochenregeneration.