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Fragestellung: Die Beschichtung von Titanimplantaten mit Bestandteilen der extrazellulären Matrix wie z. B. Kollagen, Chondroitinsulfat und BMP führte in tierexperimentellen Studien zur einer Verbesserung der Gewebeverträglichkeit und einem vermehrten Knochenremodelling um die Implantate. In der vorliegenden Studie wurde überprüft ob auch bei osteoporotischem Knochen eine Beschichtung von Implantaten zu einer Verbesserung der Osteokonduktion und Knochenneubildung erzielt werden kann. Weiterhin sollte der Einfluss der Östrogen-Therapie (Östrogen und Genestein) untersucht werden.

Methodik: In einem standardisierten Tiermodell an der Wistar-Ratte wurde zunächst zur Induktion der Osteoporose eine Ovarektomie 4 Wochen vor Implantation der Titan-Implantate durchgeführt. Es wurden 4 Hauptgruppen mit gebildet: ovariektomierte Tiere ohne Östrogen-Therapie, mit Östrogen- und Genestein-Therapie sowie eine Kontrollgruppe ohne Ovariektomie. Jeweils 3 Tieren aus jeder Versuchsgruppe wurden randomisiert unbeschichtete sowie mit Kollagen, Kollagen+Chondroitinsulfat und BMP-4 beschichtete Implantate eingesetzt. Unter Injektionsanästhesie wurden Titanstifte mit einem Durchmesser von 0,9 mm als intramedulläre Marknägel in die Tibia implantiert. Nach 4 Wochen wurden die Tiere getötet, die Tibiae entnommen und histologisch, immunhistochemisch sowie enzymhistochemische aufgearbeitet. Die Knochenneubildung um das Implantat sowie der direkte Knochen-Implantat-Kontakt wurden histomorphometrisch in einem Abstand von 0,1 mm zum Implantat ermittelt.

Ergebnisse: Unabhängig von der Osteoporose-Induktion zeigte sich in der histomorphometrischen Analyse eine signifikant höhere Knochenneubildung um alle beschichteten Implantate (im Mittel 63,85 %) im Vergleich zu den unbeschichteten Implantaten (24 % p0,05, U-Test). Analog zeigte der unbeschichtete Titannagel den geringsten Implantat/Knochen-Kontakt mit 58 %, die beschichteten im Mittel 86 % (p0,05). Zwischen den verschiedenen Beschichtungszuständen wurden keine signifikanten Unterschiede gesehen. Es fand sich um die unbeschichteten Implantate noch vermehrt Granulationsgewebe, während die beschichteten Implantate nahezu vollständig von neuem Knochen umgeben waren. Signifikante Unterschiede zwischen den ovariektomierten Tieren mit oder ohne Östrogen-Therapie sowie den nicht osteoporotischen Tieren zeigten sich sowohl in der histomorphometrischen als auch histologischen Analyse mit den untersuchten Stichprobenumfängen nicht.

Schlussfolgerung: Die Beschichtung von Titan-Implantaten mit Kollagen, Chondroitinsulfat oder BMP führt zu einer signifikant erhöhten Knochenneubildung sowohl im osteoporotischen als auch gesunden Knochen. Im vorliegenden Versuch konnte kein signifikanter Effekt durch die Ovarektomie oder die Östrogen-Therapie nachgewiesen werden. Weitere Versuche mit größeren Stichproben und einer modifizierten Therapie sind hierfür erforderlich.