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Untersuchung von Polymermembranen zur Deckung von Knochendefekten – experimentelle Untersuchungen zur Knochenbildung und Biokompatibiliät am Schafsmodell
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Autoren
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G. Schmidmaier
- Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charite, Berlin, Germany
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K. Baehr
- Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charite, Berlin, Germany
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S. Mohr
- Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charite, Berlin, Germany
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M. Kretschmar
- Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charite, Berlin, Germany
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S. Beck
- Development Biomaterials, Synthes, Oberdorf, Switzerland
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G. Krummrey
- Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charite, Berlin, Germany
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B. Wildemann
- Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charite, Berlin, Germany
| Veröffentlicht: | 28. September 2006 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Durch die Deckung von Knochendefekten mit resorbierbaren Polymermembranen könnte der Prolaps von Weichgewebe in den Defektbereich verhindert und die Konsolidierung gefördert werden. Ferner könnte dadurch die Dislokation von eingebrachter Spongiosa unterbunden werden. Verschiedene Studien zeigten eine verbesserte Knochenneubildung durch „guided tissue regeneration“ mittels Membranen [Stal et al. 2001, Kou et al. 2006]. Voraussetzung ist eine gute Biokompatibilität der verwendeten Membranen.
Methode und Material: Tiere und Operation: In die Schädelkalotte von ausgewachsenen weibliche Merinomix-Schafe (n=16) wurden je 6 runde (1,5 cm) Defekte unter Erhalt der Dura gesetzt. Je drei Defekte pro Tier wurden randomisiert mit autologer Spongiosa gefüllt. Je 2 Defekte pro Tier wurden mit einem Membrantyp gedeckt, wobei ein Defekt mit autologem Knochen gefüllt war. Membranen: rund, 2 cm im Durchmesser
1. PLDLL-Membran: teilkristallines Poly(L/D,L-Laktid) (70/30), Porengröße: ca. 50 μm
2. PDLLA-Membran amorphes Poly(D,L-Laktid) (100%) Porengröße: ca. 70 μm Befestigung mittels Poly(L/D,L-Laktid)-Kortex-Schrauben
Auswertung: Je 8 Tiere wurden nach 12 oder 24 Wochen getötet. Nach radiologischer Kontrolle wurden CT-Aufnahmen der Schädeldefekte angefertigt und die Präparate für die Histologie aufgearbeitet. Anhand der CT-Daten wurde die Bone Mineral Density (BMD) bestimmt, mittels Histomorphometrie u.a. die Knochendichte und der neu angebaute Knochen quantifiziert. Außerdem erfolgte die Darstellung und Auszählung der Osteoklasten (TRAP-Färbung).
Ergebnisse: Beide Membran-Typen zeigten eine gute Biokompatibilität und es kam zu keinen entzündlichen Reaktionen oder vermehrten Osteoklasten in den Gruppen mit Membrandeckung. Weder die PLDLL-, noch die PDLLA-Membran waren 24 Wochen nach Einbringung vollständig resorbiert. Ein Vorfallen bzw. Eindringen von Bindegewebe in den Defektbereich konnte durch die Membranen reduziert werden. Weder die Berechnung der BMD noch die Knochendichtemessung zeigten Unterschiede durch die Verwendung der Membranen zur Defektdeckung. Es zeigte sich jedoch signifikant mehr neu gebildeter Knochen an den Defekträndern unter den PLDLL-Membranen im Vergleich zum ungedeckten Defekt (Friedman-Test, Wilcoxon-Test und Bonferroni Korrektur). Die mit autologer Spongiosa gefüllten Defekte zeigten eine signifikant vermehrte Konsolidierung im Vergleich zu den Leerdefekten.
Diskussion: Die untersuchten biodegradierbaren Polymermembranen ergaben eine gute Handhabung und zeigten eine gute Biokompatibilität. Sowohl der Prolaps von Weichgewebe in den Defektbereich als auch die Dislokation von Spongiosa konnte verhindert werden. Die Membranen führten zu einer Knochenneubildung an den Defekträndern. Eine vollständige Konsolidierung der Defekte ohne Spongiosa konnte jedoch nicht beobachtet werden.
