gms | German Medical Science

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

26. - 29.10.2010, Berlin

Vergleich der osteoinduktiven Eigenschaften eines nanokristallinen Knochenersatzstoffes auf Hydroxylapatit-Basis (Nanobone S) vs. einer porösen Hydroxylapatitkeramik (Cerabone) bei ektoper Implantation im Schaf

Meeting Abstract

  • K. Helms - Chirurgische Klinik der Universität Rostock, Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Rostock, Germany
  • C. Harms - Chirurgische Klinik der Universität Rostock, Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Rostock, Germany
  • S. Lenz - Universitätsklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Rostock, Germany
  • T. Mittlmeier - Chirurgische Klinik der Universität Rostock, Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Rostock, Germany
  • T. Gerber - Institut für Physik der Universität Rostock, AG Nanostruktierte Materialien, Rostock, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 26.-29.10.2010. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2010. DocEF11-1448

DOI: 10.3205/10dkou007, URN: urn:nbn:de:0183-10dkou0076

Veröffentlicht: 21. Oktober 2010

© 2010 Helms et al.
Dieser Artikel ist ein Open Access-Artikel und steht unter den Creative Commons Lizenzbedingungen (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.de). Er darf vervielfältigt, verbreitet und öffentlich zugänglich gemacht werden, vorausgesetzt dass Autor und Quelle genannt werden.


Gliederung

Text

Fragestellung: Biomaterialien auf der Basis von Hydroxylapatit (HA) sind bewährte Knochenersatzstoffe, die biokompatibel sind und osteokonduktiv wirken, jedoch eine schlechte Biodegradierbarkeit aufweisen. Einige wenige tierexperimentelle Studien konnten osteoinduktive Effekte bei gesinterten porösen Hydroxylapatitkeramiken nachweisen. Mit Nanobone S liegt die Weiterentwicklung eines Knochenersatzstoffes aus nanokristallinem HA vor, das in eine poröse Kieselgelmatrix eingebettet ist. Die HA-Kristallite entsprechen dabei denen in der biologischen Knochenmatrix. Ziel der präsentierten Studie war es, die osteoinduktiven Eigenschaften von Nanobone S mit denen einer herkömmlichen, gesinterten HA-Keramik bei ektoper Implantation im Tiermodel zu vergleichen.

Methodik: Bei 18 ausgewachsenen Landschafen wurde Nanobone S-Granulat (Artoss GmbH, Rostock) neben Cerabone-Granulat (aap Implatate AG, Berlin) intramuskulär (i.m.) und subkutan (s.c.) implantiert. Nach 6, 12, und 26 Wochen wurden jeweils 6 Tiere euthanasiert, die Proben explantiert und histologisch, immunhistologisch sowie histomorphometrisch analysiert. Mehr- und Zweigruppenvergleiche wurden mittels ANOVA bzw. Mann-Whitney-U-Test durchgeführt (STATA Corp., College Station, TX, USA).

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Nanobone S zeigte in der subkutanen und intramuskulären Implantation eine deutliche osteoinduktive Potenz. Histomorphometrisch ließ sich eine Knochenneubildung im Subkutangewebe von durchschnittlich 0,36% nach 6 Wochen, 9,1% nach 12 Wochen und 23,7% nach 26 Wochen (p=0.01) und intramuskulär von 1,7% nach 6 Wochen, 10,9% nach 12 Wochen und 16,4% nach 26 Wochen (p=0,03) nachweisen. Gleichzeitig konnte zwischen der 6. und 26. Woche ein signifikanter Abbau von Nanobone S in beiden Implatationsgeweben festgestellt werden (i.m. von 15,0% auf 5,0%, p=0.01; s.c. von 23,0% auf 15,7%, p<0.01).

Cerabone zeigte nur bei einigen der implantierten Proben eine marginale Knochenneubildung. Durchschnittlich fand sich subkutan nach 6 Wochen 0,04%, nach 12 Wochen 0,22% und nach 26 Wochen 2,16% Knochengewebe, intramuskulär nach 6 Wochen 0,0%, nach 12 Wochen 0,14% und nach 26 Wochen 1,91%. Ein Abbau von Cerabone ließ sich histomorphometrisch nicht nachweisen.

Histologisch und immunhistologisch zeigte sich bei Nanobone S initial eine desmale Osteogenese mit im Verlauf zunehmendem Remodelling und Aufbau kompakter lamellärer Knochenstrukturen. Gleichzeitig ließ sich ein osteoklastärer Abbau der Nanobone-Granula nachweisen. Im späten Stadium zeigte sich zunehmend auch die Ausbildung eines intertrabekulären Fettmarks.

Zusammenfassend zeigt Nanobone S im Schafmodell gute osteoinduktive Eigenschaften sowie die Fähigkeit zur Biodegradierbarkeit und ist darin der porösen HA-Keramik deutlich überlegen.