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Nach wie vor ist unklar in welcher Größenordnung die teils toxischen Legierungsbestandteile (Chrom, Nickel, Aluminium, Vanadium etc) von Osteosynthese-Implantaten freigesetzt werden und im Körper akkumulieren. In der vorliegenden experimentellen Studie sollte geprüft werden inwieweit Osteosynthesen reproduzierbar zur Erhöhung von Metallen in parenchymatösen Organen führen.

Verglichen wurden Implantate aus chirurgischem Chrom-Nickel-Stahl (CrNi), Reintitan (cpTi) und nickelfreiem Chrom-Mangan-Stahl (CrMn). Die Osteosynthesen wurden mit 6-Loch Platten und bikortikaler Fixation (Viertelrohr, 2,7mm) nach standardisierter Querosteotomie (Spalt 1mm) der rechten Kaninchentibia (New Zealand White Rabbits, 3,2 kg) vorgenommen. Je Implantatgruppe wurden 15 Tiere operiert, fünf Tiere aus anderen Experimenten (keine Implantate, gleiche Haltungsbedingungen) bildeten die Kontrollgruppe (CTRL). Die Tiere belasteten postoperativ ohne Einschränkung. Bei radiologisch gesicherter Knochenheilung wurden die Tiere nach acht Wochen geopfert. Die Entnahme von viszeralen Organen (Leber, Milz, Nieren, Lunge), Pleura, Peritoneum und Gewebe des Implantatlagers erfolgte ohne weitere Metallkontamination (Kera-knife®). Die Organe wurden gewogen und in 65% Salpetersäure sowie 35% Wasserstoff aufgeschlossen (Merck p.A.). Mittels ICP-OAS (Spectro Cirus, CCD) wurde die metallspezifische Absorption für Reintitan (Ti), Chrom (Cr), Nickel (Ni), Mangan (Mn) und Eisen (Fe) bestimmt. Die Metallkonzentration (µg/g Gewebe) wurde durch Umrechnung von Probengewicht und Verdünnungsfaktor errechnet. Die Werte sind als Mittelwerte (SEM) angegeben.

Ti war bei CrNi- und CrMn-Tieren erwartungsgemäß nicht nachzuweisen. Aber auch bei cpTi war es nur vereinzelt (2/15) in meßbarer Konzentration nachzuweisen. Die Konzentration von Fe in Leber/Milz war bei CrNi-(426,4µg/g) und CrMn-Tieren (407,4µg/g) gegenüber cpTi- (715,1µg/g) und CTRL-Tieren (740,7µg/g) signifikant geringer (p<0,01). In Leber und Milz aller Versuchstiere mit Osteosynthesen waren aber erhebliche Anreicherungen der Metalle Cr und Ni gefunden worden. Bei CrNi- und CrMn-Tieren (Stahl) war Cr in ähnlichen Mengen (CrNi 0,65µg/g; CrMn 0,64µg/g) nachzuweisen (Tabelle). Unerwartet wurde es aber auch beim Cr-freien Titan (0,79µg/g) gefunden. Auch war trotz Nickelfreiheit sowohl bei cpTi- als auch bei CrMn-Tieren (Tabelle) Nickel in relevanten Mengen nachweisbar (cpTi 3,2µg/g; CrMn 1,34µg/g). Die Nickel-Werte von CrNi-Tieren (2,13µg/g) zeigten gegen alle Erwartungen keine Unterschiede zu den beiden anderen Gruppen.

Im Tiermodell führt die unkomplizierte Osteosynthese zur Akkumulation von Metallen in parenchymatösen Organen in relevanten Mengen. Warum bei der Verwendung nickelfreier Implantate Ni und Cr in relevanten Mengen nachgewiesen werden kann bleibt unklar und kann bislang nur durch die Verwendung von Instrumenten aus V2A-Stahl (Bohrer, Säge etc.) erklärt werden.