gms | German Medical Science

Fragestellung: Arginin-Glycin-Aspartat (RGD)-Sequenzen spielen eine Schlüsselrolle für die Adhäsion von Osteoblasten und somit auch für die knöcherne Integration von Implantaten. Eine Beschichtung von zementfreien Prothesen mit Gentamicin könnte die Infektprophylaxe verbessern. Mit einer kombinierten Hydroxylapatit(HA)-RGD-Gentamicin-Beschichtung konnte von uns bereits eine signifikante Infektionsreduktion in einem Kaninchenmodell gezeigt werden. In einer ersten Biokompatibilitätsstudie mit dieser Beschichtung am Kaninchen mit einer Implantationsdauer von 4 Wochen trat eine leicht erhöhte Anzahl an Fremdkörperriesenzellen im Vergleich zu einer reinen HA-Beschichtung auf. Die Fragestellung dieser Arbeit war, (1) welche Langzeitbiokompatibilität und (2) welche Knocheneinwachstendenz Implantate mit einer HA-RGD-Beschichtung im Vergleich zu einer reinen HA-Beschichtung und zu unbeschichteten K-Drähten bei einer Implantationsdauer von 12 Wochen in einem Kaninchenmodell aufweisen.

Methoden: An insgesamt 21 Kaninchen wurde jeweils ein 2.0 mm K-Draht, der mit einer der oben geführten Beschichtung ausgestattet war, in den Tibiamarkkanal implantiert. Nach 12 Wochen wurden die Tibiae entnommen und an standardisierten Längs- und Querschnitten mit belassenem Implantat wurden durch unterschiedliche Färbungen die Grenzregionen zum Implantat und das benachbarte Knochenmark auf Fremdkörper- bzw. Knochenmarknekrosen hin untersucht. Die Knochenneubildung wurde an standardisierten Längsschnitten histomorphometrisch vermessen.

Ergebnisse: Es kam zu keinen wesentlichen Unterschieden bezüglich der Biokompatibilität zwischen den einzelnen Gruppen. Im Vergleich zu den 4-Wochen-Ergebnissen der ersten Studie zeigten sich deutlich weniger Fremdkörperriesenzellen und Knochenmarknekrosen in der HA-RGD-Gentamicin-Gruppe. Vor allem zwischen der RGD-Beschichtung und der Standard-HA-Beschichtung zeigte sich ein sehr ähnliches histologisches Erscheinungsbild. In der HA-RGD-Gentamicin-Gruppe waren eine gesteigterte Knochenneubildungsrate auf der Implantatoberfläche gegenüber den anderen beiden Gruppen zu beobachten.

Schlussfolgerungen: Die HA-RGD-Gentamicin-Beschichtung zeigte eine sehr gute 12-Wochen-Biokompatibiltät und Knochenneubildungstendenz. In Kombination mit der bereits in vivo gezeigten verbesserten Infektprophylaxe kann diese Beschichtung zukünftig helfen, Infektraten in der zementfreien Endoprothetik im klinischen Alltag zu vermindern.