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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Vergleich korrosiver Veränderungen von Stahl- und Titan-Plattenosteosynthesen

Meeting Abstract

  • B. Hußmann - Universitätsklinikum Essen, Klinik für Unfallchirurgie, Essen, Germany
  • L. E. Podleska - Universitätsklinikum Essen, Klinik für Unfallchirurgie, Essen, Germany
  • D. Nast-Kolb - Universitätsklinikum Essen, Klinik für Unfallchirurgie, Essen, Germany
  • G. Taeger - Universitätsklinikum Essen, Klinik für Unfallchirurgie, Essen, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocEF10-1565

DOI: 10.3205/09dkou001, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou0013

Veröffentlicht: 15. Oktober 2009

© 2009 Hußmann et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Osteosyntheseimplantate aus Stahl und Titan konkurrieren weiterhin in der Frage nach dem ökonomisch und medizinisch besten Biomaterial. Während Stahl seit Jahrzehnten wegen der möglichen korrosiven Oberflächenveränderungen kritisch betrachtet wird, rücken ebenso bei Titan werkstofftechnische Probleme wie Kaltverschweißung auch bei den modernen winkelstabilen Implantaten mehr und mehr in den Vordergrund. Ziel unserer Untersuchungen war herauszufinden, ob Titan trotz seiner guten Oxidationsfähigkeit nicht auch korrosiven Veränderungen unterworfen ist und ein messbarer Materialabtrag stattfindet.

Methodik: In einem standardisierten Frakturmodell der Kaninchentibia (NZLWR) wurden jeweils 15 Tiere nach Osteotomie mittels Plattenosteosynthese aus Stahl (316L) und Titan (cpTi) behandelt. Die Osteosynthese wurde mit einem Spalt von 1 mm durchgeführt um eine Belastung des Implantats im Interface zwischen Platte und Schraube gewährleisten zu können. Die Tiere haben postoperativ voll belastet und wurden nach 6 Wochen geopfert. Die Implantatmaterialien wurden entfernt und im Ultraschallbad gesäubert. Mittels Stereomakroskop (Leitz) und Elektronenmikroskopie (SEM, DSM962) erfolgte die Analyse korrosiver Veränderungen und von Materialabtrag (fatigue). Die Ergebnisse wurden nach der Klassifikation von Cook bewertet. Zusätzlich wurden die Gewebeproben des Implantatlagers mittels ICP-OES auf ihren Gehalt an Werkstoffbestandteilen untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Sowohl bei den Implantaten aus Stahl als auch bei den Implantaten aus Titan zeigten sich korrosive Veränderungen. Die Klassifikation der korrosiven Veränderungen war mittels Stereomakroskopie bei den Stahlimplantaten aufgrund der Farbunterschiede einfacher. Nach Cook wurden für 316L 65,9 und für cpTi 16,6 Punkte ermittelt. Im Gegensatz dazu wurde für cpTi ein signifikant höherer Materialabtrag gegenüber 316L (8,2 bei 316L versus 46,7 bei cpTi; p<0,001) festgestellt. Entsprechend war in der ICP-OES eine um den Faktor 8 höhere Konzentration der Titanbestandteile gegenüber 316L nachweisbar. Dies unterstreicht die Anfälligkeit von Titan als Werkstoff für Osteosyntheseimplantate gegenüber Korrosion und Fatigue im belasteten Modell.

Die Untersuchung zeigt, dass Titan in der belasteten Situation einer Plattenosteosynthese zu schwerwiegenden korrosiven Veränderungen und Materialabtrag führt. Darüber hinaus kommt es zu einer beträchtlichen Befrachtung des lokalen Gewebes mit Metallprodukten. Diese Ergebnisse relativieren die hoch eingeschätzte Bedeutung des Titan für mechanisch belastete Osteosyntheseimplantate. Diese Ergebnisse können in der Bewertung der Problematik der Kaltverschweißung bei winkelstabilen Platten die Bevorzugung von Stahlimplantaten nach sich ziehen.