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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 der Proliferation von primären humanen Osteoblasten auf einer neuartigen Aluminiumoxid Zirkoniumoxid Verbundkeramik (BIOLOXdelta) vs. einer "Standard" Aluminiumoxid Keramik (BIOLOXforte) und einer Titanlegierung (Ti6Al4V)

Meeting Abstract

  • J. Boxleitner - TU München, Klinikum rechts der Isar, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, München, Germany
  • J. Tübel - TU München, Klinikum rechts der Isar, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, München, Germany
  • T. Obst - TU München, Klinikum rechts der Isar, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, München, Germany
  • R. Gradinger - TU München, Klinikum rechts der Isar, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, München, Germany
  • M. Grässel - CeramTec AG, Marktredwitz, Germany
  • R. Burgkart - TU München, Klinikum rechts der Isar, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, München, 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. DocEF10-506

DOI: 10.3205/09dkou007, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou0072

Veröffentlicht: 15. Oktober 2009

© 2009 Boxleitner et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Um das bekannte Problem der Bauhöhe von metal-backed Hüftendoprothesenpfannen – insbesondere bei Verwendung großer Kopfdurchmesser – zu verringern, soll auf Basis von BIOLOXdelta-Keramik eine Pfanne entwickelt werden, die Aufgrund ihrer Materialeigenschaften sowie ihrer Oberflächengeometrie direkt ohne Metallback in den Knochen eingebracht werden kann. Im Zuge dieser Entwicklung soll ein Vergleich zwischen der neuartigen hochfesten BIOLOXdelta-Verbundkeramik und der älteren, etablierten BIOLOXforte-Keramik sowie einer für Implantate erfolgreich eingesetzte Titanlegierung (Ti6Al4V) hinsichtlich der Proliferation von Knochenzellen auf der jeweiligen Oberfläche angestellt werden.

Methodik: Für die Zellkultur wurde nach etabliertem Schema ein Pool primärer Knochenzellen aus Patientenspenden verwendet. Untersucht wurden n=30 Materialproben (je Material n=10). Zur Messung der Proliferation auf der Keramikoberfläche wurde die Oberfläche der Keramikproben direkt mit Zellen besiedelt und mit Zellkulturmedium kultiviert. Parallel wurden als Referenz für die Proliferationsmessung Zellen auf Kulturkunststoffoberfläche (KKO) unter standardisierten Wachstumsbedingungen kultiviert. Die Messung der Proliferation erfolgte durch die Ermittlung des in der Zellkultur vorhandenen Adenosintriphosphat (ATP). Die Ermittlung des ATP in den Zellkulturen erfolgte nach 24 h sowie nach 96 h Kultivierung im Brutschrank.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Nach 24 h wurden ATP-Werte im Vergleich zur Referenz (ATP-KKO96h=100%) bei BIOLOXdelta von 48% (±11%), bei BIOLOXforte von 52% (±12%) sowie bei Ti6Al4V von 50% (±12%) gemessen. Nach 96 h Inkubation ergaben sich schließlich um 20% bzw. 24% höhere Proliferationswerte für BIOLOXdelta gegenüber BIOLOXforte respektive Ti6Al4V (133% (±31%) vs. 113% (±23%) und 109% (±26%)). Diese Unterschiede waren statistisch nicht signifikant, aber zeigten dennoch eine deutliche Tendenz.

Mit dieser Studie konnte gezeigt werden, dass in vitro die Proliferation von primären humanen Osteoblasten auf der neuartigen BIOLOXdeltaVerbundkeramik tendenziell höher, mindestens aber gleichwertig gegenüber Ti6Al4V – als bekanntes optimales Implantatmaterial zur Knochenintegration – ausfällt. Die Proliferationswerte auf BIOLOXforte sind nahezu identisch zur Ti6Al4V. Zur Beurteilung, ob die neuartige BIOLOXdelta Keramik auch in vivo diese positiven Eigenschaften bzgl. der Zellproliferation – und damit der potenziellen Möglichkeit einer direkten ossären Integration – aufweist, sind entsprechende Tierversuche geplant.