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Der menschliche Knochen besitzt, als Folge einer Verletzung oder eines chirurgischen Eingriffs, eine große Fähigkeit zur Reparatur und Regeneration. Die Knochenheilung beinhaltet ein komplexes Zusammenspiel von Zellen, Wachstumsfaktoren, Zytokinen sowie der extrazellulären Matrix (Hoerth et al. 2014). Nichtsdestotrotz führt ein Knochenbruch zu einer dramatischen Veränderung der mechanischen Belastbarkeit an der Verletzungsstelle. Der Abstand zwischen den beiden Frakturenden bildet einen entscheidenden Faktor in der Knochenheilung. Hier wird zwischen der primären, der osteonalen Knochenheilung und der sekundären, der kallusformierenden Knochenheilung unterschieden. Umso größer der Frakturspalt ist, desto größer wird die Instabilität, die Heilungsverzögerung und damit auch die Gefahr einer Pseudoarthrose (Hoerth et al., 2014; Marsell et Einhorn, 2011). Große diaphysale Defekte werden meistens durch Traumata, Infektionen oder Tumore bedingt. Sie werden als critical size defects (CSD) bezeichnet, wenn eine chirurgische Intervention zur Heilung notwendig ist (Rosset et al., 2014). Langstreckige Knochendefekte stellen immer noch eine sehr große Herausforderung in der rekonstruktiven Chirurgie dar. Deswegen ist die Untersuchung und Weiterentwicklung von implantierbaren biomedizinischen Materialien bei der Behandlung von CSD eine wichtige Aufgabe. Im Augenblick ist die häufigste Behandlungsmethode großer diaphysaler Defekte die Autologe Spongiosaplastik (ASP) und wird als Goldstandart der Therapie bezeichnet. Jedoch stehen die autologen Knochenmaterialien nur begrenzt zur Verfügung und verursachen viele Entnahmemorbiditäten. Darüber hinaus gibt es allogene, xenogene und synthetische Knochentransplantate. Dennoch ist noch keine der Therapiemöglichkeiten so ausgereift, dass die ASP dadurch ersetzt werden könnte. Die allogenen und xenogenen Materialien sind von der Menge unbegrenzt, besitzen aber eine niedrigere Biokompatibilität, höhere Infektionsgefahr und schlechtere Ergebnisse in der Langzeitwirkung (Wang et al., 2014). Ein weiterer Nachteil gegenüber der ASP besteht darin, dass die synthetischen Knochenersatzmaterialien keine osteoinduktiven und osteogenen Eingenschaften besitzen. Eine Möglichkeit diese Qualitäten zu erhalten ist, sie mit Zellsuspensionen, wie z.B. bone marrow mononuclear cells (BMC), zu kombinieren und somit zu versuchen ein ausgereiftes Therapiekonzept zu entwickeln. Zugleich beschreibt Masquelet et al. (2000) eine neue Technik, ein zweistufiges Verfahren zur Rekonstruktion von Knochendefekten. Es wird eine biologisch aktive Membran induziert, welche verschiedene Wachstumsfaktoren (wie z.B. VEGF, TGF beta1, BMP-2) sezerniert, die osteoinduktiv wirksam sind. Mit diesem operativen Verfahren wurden bereits gute klinische Ergebnisse bei Knochendefekten nach Tumorresektionen und Traumata erzielt. Das Ziel dieser Studie ist es einen anorganischen Knochenersatzstoff von Heraeus Herafill unter Verwendung der induzierten Membrantechnik nach Masquelet am Rattenfemur zu testen. Die Forschung erfolgt dabei unter der Hypothese, dass die Korngröße des Knochenersatzmaterials Herafill in Kombination mit BMC-Besiedelung Einfluss auf die Heilung eines kritischen Knochendefekts hat.