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Einleitung: Die Knocheneinheilung von Implantaten in Orthopädie und Unfallchirurgie erweist sich bei osteoporotischen oder Defektsituationen oft problematisch. Neben der Optimierung von Design und Oberflächenstruktur von z.B. Totalendoprothesen kann durch Zugabe von rhBMP-2 auf Hydroxylapatitbeschichtung die Einheilung gefördert werden.

Methodik: Zur Analyse der Einheilungsvorgänge von Implantaten haben wir speziell profilierte Zylinder in den Schienbeinkopf von 22 alten Schafen eingebaut. In der verum-Gruppe erhielten die Zylinder eine HA+rhBMP-2-Beschichtung verschiedener Konzentrationen, in der Plazebogruppe nur eine Beschichtung mit reinem Hydroxylapatit. Die Schafe waren zwischen ca. 10 Jahre alt und wiesen radiologische Zeichen einer senilen Osteoporose auf. Wir verfolgten konventionell-radiologisch die Einheilung und verifizierten diese nach der Entnahme histologisch. Parallel dazu untersuchten wir Präparate im Diffraction Enhanced Imaging (DEI), einem speziellen hochauflösendem Röntgenverfahren. Zur Ermittlung der mechanischen Stabilität führten wir Auszugsversuche durch.

Ergebnisse: Verschiedene histologisch nachgewiesene Phänomene der Knocheneinheilung (Oberflächenstrukturausrichtung des neugebildeten Knochens und aktive Auffüllung des Negativprofiles, Distanzabhängigkeit der rhBMP-Wirkung, Strukturänderung im form-fit-Bereich der Kortikalis, de-novo-Knochensynthese im Fettmark) ließen sich im Dünnschnitt, im Dünnschliff und in der Diffraction-Enhanced-Imaging-Technik (DEI) aufzeigen. Die mechanische Testung des eingewachsenen Implantates zeigte zunächst eine überraschende Festigkeitsabnahme der BMP-2-Tiere. Die beobachteten Veränderungen erwiesen sich als konzentrations- und zeitabhängig.

Zusammenfassung: Die durch BMP-2 stärker induzierte Knocheneinheilung lässt sich mit verschiedenen Verfahren nachweisen, allerdings lässt sich aus der Bildgebung nicht auf die mechanische Festigkeit des beschichteten Implantates schließen.