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Fragestellung: Die periprosthetische Osteolyse, einer der Hauptgründe für Revisionen in der Endoprothetik, ist abhängig vom Volumen, der Anzahl, Form und Größe der Abriebpartikel, so dass Gleitpaarungen mit möglichst geringem und biologisch minder aktivem Abrieb gefordert werden.

Polyethylen als Standardgleitpaarungswerkstoff in der Knieendoprothetik neigt aufgrund der wechselnden Tribokontaktzonen mit gleichzeitig höheren Belastungen zu signifikant häufigeren Materialermüdungen als in der Hüfte. Polyetheretherketon (PEEK) wird immer mehr als interessanter alternativer Gleitpaarungswerkstoff mit superioren mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu UHMWPE gesehen. Über die biologische Reaktion von Abriebpartikeln dieses Materials liegen jedoch derzeit keine ausreichenden Studien vor. Inwieweit haben die anfallenden Abriebpartikel von faserverstärktem PEEK im Vergleich zu UHMWPE Auswirkungen auf die inflammatorische Reaktion im Gelenk?

Methodik: Eine Verschleißsimulation gemäß ISO 14243-1 wurde an 12 Univation^® F Knieprothesen (Aesculap, Tuttlingen) über 5 Mio. Zyklen durchgeführt. Es wurden Gleitflächen aus faserverstärktem PEEK (2 Materialvarianten: CFR-Pitch und CFR-Pan) im Vergleich zu UHMWPE verwendet. Es erfolgte eine Partikelseparation und -analye mittels Rasterelektronenmikroskop ("acid digestion"-Methode; Bildanalysesoftware Leica QWin). Entsprechend dem ermittelten Partikelsprektrum wurden von Continuum Blue^® sterile und endotoxinfreie Partikelsuspensionen (0,1 Vol.% in 50 µl PBS) der verwendeten Materialien hergestellt. Nach einer etablierten Methodik wurden diese incl. einer Kontrollgruppe (PBS) ins linke Kniegelenk von je 8 weiblichen Balb/c-Mäusen gespritzt. An Tag 8 wurde jeweils die Leukozyten-Endothelzell-Interaktion in der Synovia nach Anfärbung mit Rhodamin 6G und FITC-Dextran intravitalmikroskopisch untersucht. Die Ausprägung der Entzündungsreaktion wird dabei mittels der Zahl am Endothel rollender und anheftender Leukozyten sowie der Kapillardichte ermittelt. Außerdem erfolgte eine histologische Untersuchung (Arthritis-Score, Brackertz et al.) der Kniegelenke mittels HE-Färbung zur Bestimmung der Synovialdicke.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Alle Materialien wiesen gegenüber der Kontrollgruppe eine signifikant (p<0,05) erhöhte Zahl der rollenden und anheftenden Leukozyten auf. Bezüglich der inflammatorischen Potenz ließ sich kein Unterschied zwischen UHMWPE, CFR-Pitch und CFR-Pan in der Anzahl der rollenden und anheftenden Leukozyten sowie dem Arthritis-Score erkennen (p>0,05). Die CFR-Pan-Gruppe wies gegenüber den anderen Materialien ein erhöhtes Entzündungspotential in den Parametern Kapillardichte und Synovialdicke auf (p<0,05). Diese Erkenntnis muss in weiteren Studien noch genauer geklärt werden.