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49. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Plastische und Wiederherstellungschirurgie (DGPW)

Deutsche Gesellschaft für Plastische und Wiederherstellungschirurgie e. V.

06.10.-08.10.2011, Ulm

Neuartige individuelle resorbierbare Knochenersatzimplantate aus ß-TCP/HA/PDLLA mit interkonnektierender Porenstruktur

Meeting Abstract

  • corresponding author Ralf Smeets - Uniklinik Hamburg-Eppendorf, Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Hamburg
  • Marco Blessmann - Uniklinik Hamburg-Eppendorf, Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Hamburg
  • Henning Hanken - Uniklinik Hamburg-Eppendorf, Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Hamburg
  • Andreas Kolk - TU München, Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, München
  • Markus Lindner - Universitätsklinikum Aachen, Zahnärztliche Werkstoffkunde und Biomaterialforschung, Aachen
  • Lucas Jauer - RWTH Aachen, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik, Aachen
  • Horst Fischer - Universitätsklinikum Aachen, Zahnärztliche Werkstoffkunde und Biomaterialforschung, Aachen
  • Max Heiland - Uniklinik Hamburg-Eppendorf, Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Hamburg

Deutsche Gesellschaft für Plastische und Wiederherstellungschirurgie. 49. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Plastische und Wiederherstellungschirurgie (DGPW). Ulm, 06.-08.10.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. Doc11dgpw094

DOI: 10.3205/11dgpw094, URN: urn:nbn:de:0183-11dgpw0944

Veröffentlicht: 7. Dezember 2011

© 2011 Smeets et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Ausgedehnte, komplexe Knochendefekte stellen für rekonstruktiv tätige Chirurgen aller Fachrichtungen eine große Herausforderung dar. Zur Verbesserung des ästhetischen und funktionellen Ergebnisses sowie der Minimierung der Entnahmemorbidität sind individuelle, resorbierbare Scaffolds, die mit vitalen, entsprechend differenzierten Zellen besetzt sind, wünschenswert, aber von der breiten klinischen Anwendung noch weit entfernt. Für derartige Scaffolds im Schädel-/Gesichtsbereich wurde ein neuartiges Knochenersatzmaterial aus ß-Tricalciumphosphaten (ß-TCP, HA und PDLLA) entwickelt. Dieses wurde ausgehend von CAD/CAM-Daten mittels „Selective Laser Melting" (SLM) zu individuellen Schädelimplantaten mit einer interkonnektierenden Porenstruktur verarbeitet, die im Rahmen dieser präklinischen Studie evaluiert wurden.

Material und Methoden: Mithilfe des neuen Materials wurde zunächst die Möglichkeit der Verarbeitung mittels „Selective Laser Melting" (SLM) untersucht. Damit ist es möglich, poröse Strukturen (interkonnektierend) zu produzieren, die ein Adhärieren und damit das Proliferieren von Zellen positiv beeinflussen können. Außerdem fördern Sie eine bessere Neoangiogenese und damit bessere Versorgung der Zellen. Mittels Laserstrahlen wird der Pulverwerkstoff (ß-TCP/HA/PDLLA) selektiv aufgeschmolzen, um schichtweise individuelle Dicom-basierte dreidimensionale Bauteile zu generieren, die über eine nahezu beliebige interkonnektierende Porenstruktur verfügen. Das Proliferations- und Toxizitätsverhalten von mesenchymalen Stromazellen der Ratte (rMSC) wurde an den Testkörpern über 21 Tage evaluiert. In den Überständen wurde die Osteokalzinkonzentration und die Aktivität der Alkalischen Phosphatase (AP) zur Evaluation der osteogenen Differenzierung der Zellen bestimmt. Immunhistologische und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen wurden durchgeführt.

Ergebnisse: Die rMSCs auf dem neuartigen Implantaten proliferierten signifikant langsamer, jedoch war keine erhöhte Toxizität durch das Bioglas feststellbar. Die AP-Konzentration stieg mit dem 11. Tag an, wohingegen sich die Osteokalzinkonzentration erst mit dem 15. Tag langsam erhöhte.

Schlussfolgerung: Die vorgestellten Untersuchungen lassen erkennen, dass mittels SLM aus ß-TCP/HA/PDLLA auf DICOM-Daten basierende Scaffolfs hergestellt werden könne, die weder cytotoxische noch proliferationssteigernde Effekte auf rMSC ausüben. Darüber hinaus scheinen die neuartigen Schädelimplantate Differenzierung der rMSC zu Osteoblasten zu fördern und damit osteoinduktive Eigenschaften zu besitzen.