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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

Biokompatibilität eines neuen degradierbaren eisenbasierten Biomaterials als Knochenersatz

Meeting Abstract

  • B. Wegener - Universitätsklinikum München, Standort Großhadern, Orthopädische Klinik der LMU München, Germany
  • A. Sichler - Ludwig-Maximilian-Universität, Orthopädische Klinik und Poliklinik Großhadern, München, Germany
  • B. Sievers - Ludwig-Maximilians-Universität, Klinkum Großhadern, Orthopädische Klinik und Poliklinik, Zell-Labor, München, Germany
  • P. Quadbeck - Fraunhofer Institut, Institut Fertigungstechnik Materialforschung (IFAM), Dresden, Germany
  • B. Nies - InnoTERE GmbH, Dresden, Germany
  • V. Jansson - Ludwig-Maximilian-Universität, Orthopädische Klinik und Poliklinik Großhadern, München, 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. DocEF16-698

DOI: 10.3205/10dkou046, URN: urn:nbn:de:0183-10dkou0464

Published: October 21, 2010

© 2010 Wegener et al.
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Fragestellung: Metallbasierte Knochenersatzmaterialien werden gegenwärtig vorwiegend auf Magnesiumbasis erforscht. Magnesiumlegierungen konnten jedoch bislang nicht die erforderlichen mechanischen Eigenschaften entwickeln und resorbiereten sich zu schnell. Wir entwickelten eine neue degradierbare eisenbasierte Legierung, die in eigenen vorgeschalteten zytotoxikologischen Untersuchungen eine gute Veträglichkeit zeigten. Es sollte jetzt im Tierversuch untersucht werden, ob auch in vivo eine gute Verträglichkeit besteht und in welcher Geschwindigkeit das Implantat degradiert.

Methodik: Im Tierversuch an ausgewachsenen weiblichen Merinoschafen wurden in die hintere linke mediale Femukondyle Implantate aus eisenbasierten Metallschäumen in zwei verschiedenen Porositäten implantiert. Pro Gruppe wurden 11 Tiere eingeschlossen. Eine Leerlochgruppe wurde untersucht. Nach 6 Monaten wurde die Kurzzeitgruppe euthanasiert. Die Tiere wurden obduziert. Das Implantatlager wird histologisch auf entzündliche Veränderungen untersucht. Lokalen Lymphknoten, Nieren, Milz, Leber und Gehirn wurden auf Ablagerungen der resorbierten Implantate untersucht. Die Implantate wurden histolgisch untersucht, um das Degradationns- und Resorptionsverhalten und die einwachsende Knochenstruktur zu beurteilen. Zur Beurteilung der Dynamik der Knochenneubildung wurde 4 und 8 Wochen vor Versuchsende ein Fluoreszenzfarbstoff verabreicht.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Bei der makroskopischen Beurteilung zeigte sich, dass die Implantate noch fast vollständig erhalten waren. Eine lokale Entzündungsreaktion konnte makroskopisch wie mikroskopisch nicht nachgewiesen werden. In den iliakalen Lymphknoten zeigte sich eine vermehrte Ablagerung von Eisnepartikeln, die jedoch nicht eindeutig dem Implantat zugeordnet werden konnten, sondern evtl. auch als Residuen der operativen Intervention gewertet werden können. Leber, Niere, Milz und Gehirn zeigten keine Eisenablagerungen. Die histologischen Schnitte der Implantate zeigen die Bildung neuer Knochentrabekel, die jedoch noch nicht vollständig mineralisiert sind. Der neue eisenbasierte Knochenersatzwerkstoff war zum Ende der 6-Monatsgruppe noch nicht ausreichend degradiert. Er wurde von den Versuchstieren lokal gut vertragen und lagerte sich nicht in den parenchymatösen Organen ab. Am Rand der Implantate hatte sich neuer Knochen gebildet, der noch nicht ausreichend mineralisiert war. Dies kann seine Ursache im Stress-shielding haben. Grundsätzlich erscheint die Legierung bzw. Implantat geeignet, als Knochenersatzwerkstoff weiterentwickelt zu werden. Die Resorptionszeit muss wahrscheinlich verkürzt werden.