gms | German Medical Science

Fragestellung: Kalziumphosphatzemente werden zur Behandlung von Knochendefekten und zur Augmentation osteoporotischen Knochens in der Wirbelsäulenchirurgie verwendet. Um die Verteilung der Zemente bei der Applikation zu kontrollieren, wird versucht, den Röntgenkontrast durch Zusatz von BaSO₄ zu verbessern. Die Biokompatibilität von BaSO₄ in resorbierbaren Materialien wird jedoch kontrovers diskutiert. Ziel dieser Studie war es, einen resorbierbaren Kalziumphosphatzement mit BaSO₄ nach Langzeitimplantation im Schaf zu untersuchen.

Methode: Es wurden 2 Zemente implantiert: KyphOs^® und KyphOs^® + 15% BaSO₄. Die Materialien wurden bilateral in einem mechanisch belasteten Defekt in der proximalen Tibia (keilförmiger Defekt, 24 x 14 x 6 mm) und in einem mechanisch nahezu unbelasteten Bohrlochdefekt (Ø10 mm) im distalen Femurcondylus von 20 adulten, weiblichen Merinoschafen (3–6 Jahre, 73–105 kg) implantiert. Eine Tierversuchsgenehmigung lag vor (Reg.Nr. 756). Nach 1 (n=8), 2 (n=8) und 3 (n=4) Jahren wurde die Knochen-Material-Interaktion und die Materialdegradation an unentkalkten Dünnschliffpräparaten beurteilt. Die Analyse der mechanischen Eigenschaften der Zemente erfolgte mit einem biomechanischen Indentationstest (statistische Analyse: Wilcoxon-Test).

Ergebnisse: Histologisch fanden sich keine deutlichen Unterschiede sowohl zwischen den beiden Zementtypen als auch zwischen den unterschiedlichen Implantationszeiträumen. In den belasteten Defekten wies der Zement mehr Fissuren auf, die aber vollständig mit neu gebildetem Knochen durchbaut waren. Beide Zementvarianten waren mit einer Lamelle aus neu gebildetem Knochen umgeben. Dabei fand sich direkter Knochenkontakt nahezu über die gesamte Implantatoberfläche. Im Knochenmark in der Nähe der Zemente fanden sich mono- und multinukleäre Zellen mit inkorporierten Materialpartikeln. Die Zemente waren nach 3 Jahren kaum degradiert. Die Steifigkeit der Zemente lag zwischen 670 und 1500 N/mm in Abhängigkeit von der Lokalisation des Eindrücktests. Auch hier fanden sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Zementvarianten und den Implantationszeiträumen.

Schlussfolgerung: Beide Zemente zeigten eine gute Biokompatibilität und Osteokonduktivität nach Langzeitimplantation in mechanisch belasteten und unbelasteten Defektmodellen im Schaf. Die zelluläre Resorption der Zemente erfolgte sehr langsam und führte zu keinem signifikanten Materialabbau nach 3 Jahren. Die mechanischen Eigenschaften änderten sich während der Implantationszeit nicht signifikant. Der Zusatz von BaSO₄ veränderte in der vorliegenden Studie weder das biologische noch das mechanische Verhalten des Zements. Aufgrund kontroverser Daten in der Literatur sollte die Sicherheit des Zusatzes von BaSO₄ in resorbierbaren Implantaten jedoch weiter untersucht werden.