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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

24. - 27.10.2007, Berlin

Reduktion von Aluminiumpartikeln auf gestrahlten Implantaten ohne Veränderung der Biokompatibilität der Oberfläche

Meeting Abstract

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  • S. König - Plus Orthopedics AG, Forschung, Aarau, Switzerland
  • O. Zinger - Plus Orthopedics AG, Aarau, Switzerland
  • H. Schmotzer - Plus Orthopedics AG, Aarau, Switzerland

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 24.-27.10.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. DocE24-1390

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2007/07dkou108.shtml

Veröffentlicht: 9. Oktober 2007

© 2007 König et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Seit über 20 Jahren werden Aluminiumoxydgestrahlte Oberflächen für zementfreie Implantate klinisch wegen ihrer guten Biokompatibilität eingesetzt. Inzwischen wurde gezeigt, das durch das Korundstrahlen Einschlüssen von Aluminiumoxydpartikeln auf der Oberfläche der Implantate erzeugt werden, die je nach Hersteller 24-40% der Oberfläche bedecken. Diese Partikel können, wenn sie sich von der Oberfläche lösen, in den Gelenkspalt einwandern und dort zu einem Drittkörperverschleiss führen. Daher ist es notwendig eine Oberflächenbehandlung zu entwickeln, die zur Reduktion oder zur vollständigen Entfernung dieser Partikel führt. In dieser Arbeit stellen wir die Wirksamkeit von verschieden Oberflächen-Behandlungsmethoden und ihre Auswirkungen auf die Reduktion der Aluminium Partikel vor. Da die Oberflächen-Topographie und -Chemie einen Einfluss auf das Einwachsen der Implantate hat, musste sicher gestellt werden, das die neue Behandlung die Biokompatibilität nicht verändert. Wir zeigen in vitro, das die neue Behandlung keinen Einfluss hat.

Methodik: Die Behandlungsformen sind

(1) ein chemischer-,

(2) ein mechanischer-,

(3) chemischer Reinigungsprozess kombiniert mit Ultraschall und

(4) ein chemisch-mechanischer Reinigungsprozess.

Die Oberfläche wurde nach der Reinigung mit Hilfe von „ Back-Scattered-Electrons“ BSE und optischer Mikroskopie in polarisiertem Licht untersucht und die Partikelbedeckung bestimmt. Die Rauheit der Oberfläche wurde mit einem optischen Profilometer gemessen. Die in vitro Testung wurden mit primäre humane Knochenzellen auf behandelten (4) und unbehandelten Plättchen durchgeführt. Die Zellen wurde auf Proliferation und Morphologie untersucht. Mit PCR und Fluoreszensfärbungen wurde die Differenzierung überprüft.

Ergebnisse: Bei Messungen mit BSE brachten die Methoden (1) und (2) keine Verringerung der Partikel, während die Methode (3) die Partikel um 48% und die Methode (4) um 76% reduzierte. Mit der optischen Analyse ergab sich für (4) eine Reduktion um 96% . Da die Messmethode BSE sehr sensitiv ist werden hier auch Partikel gemessen die tief in das Material eingebettet sind. Bei der optischen Methode misst man vor allem Partikel die sich auf der Oberfläche befinden, diese repräsentieren die Partikelfraktion die von der Lockerung betroffen sein kann. Die Behandlungsmethoden veränderten nicht die Rauheit der Oberfläche. Die Zellversuchen zeigten, dass die Verteilung der Zellen, die Morphologie und die Proliferation auf den Oberflächen gleich war. Die Differenzierung der Zellen konnte auf beiden Materialien nachgewiesen werden.

Schlussfolgerungen: Mit dem chemisch-mechanischen Reinigungsprozess sind wir in der Lage die Partikelbelastung von korundgestrahlten Implantat Oberflächen um bis zu 96% zu reduzieren, ohne die Mikrotopographie und die Biokompatibilität der Oberfläche zu verändern.