gms | German Medical Science

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie, 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

25. - 28.10.2011, Berlin

Der inverse Lotus Effekt zur Steigerung der Osteointegration von Prothesenoberflächen im Spaltmodell

Meeting Abstract

  • L.J. Lehmann - Universitätsmedizin Mannheim, Orthopädisch-Unfallchirurgisches Zentrum, Mannheim, Germany
  • U. Obertacke - Universitätsmedizin Mannheim, Orthopädisch-Unfallchirurgisches Zentrum, Mannheim, Germany
  • H. Jennissen - Universitätsklinikum Essen, Essen, Germany
  • M. Laub - Morphoplant GmbH, Bochum, Germany
  • M. Schwarz - OUZ, Universitätsmedizin Mannheim, Labor für Biomechanik und experimentelle Orthopädie, Medizinische Fakultät Mannheim, Universität Heidelberg, Mannheim, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 25.-28.10.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. DocGR14-1288

DOI: 10.3205/11dkou475, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou4759

Published: October 18, 2011

© 2011 Lehmann et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.


Outline

Text

Fragestellung: Ziel dieser tierexperimentellen Studie war es, die Osteointegration ultrahydrophiler Titanoberflächen nach chromschwefelsäure (CSA)-Behandlung im Spaltmodel histomorphometrisch zu analysieren. Die CSA Behandlung führt dabei zu einer Reduktion des Kontaktwinkelgrades der Oberfläche mit zunehmender Oberflächenspannung und Benetzbarkeit, was dem genau konträren Effekt des Lotus-Effektes entspricht und von uns als inverser Lotus Effekt bezeichnet wird.

Methodik: Nach biometrischer Fallzahlplanung wurden zwei Gruppen mit je 9 minipigs gebildet und und jedes minipig mit 4 identischen hantelförmigen Implantaten im Femur intertrochantär und intercondylär versorgt. Durch die Hantelform entsteht innerhalb des Implantates ein Spalt von ca. 1mm zwischen Implantat und Knochen. Die Kontrollgruppe bestand aus titanium plasma spray (TPS, DOT, Rostock, Germany) Implantaten, wohingegen in der Verum-Gruppe die TPS Oberfläche mit CSA behandelt wurde. Im Rahmen der histomorphometrischen Analyse (QWin, LEICA DRC 300 FX microscope) wurden Knochen und Osteoid volumen (osteoinduction) sowie Knochen und Osteoid Anwachs (osteoconduction) innerhalb des Spaltes nach 4, 8, und 12 Wochen untersucht. Statistische Analyse: univariate, multifactoriellen GLS ANOVA, Sidak adjustment (SAS 8.0 and 9.2). SIgnifikanzlevel: α=0.05.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Resultate zeigten höhere Werte für die CSA behandelten Implantate für alle histomorphometrischen Analysen: Knochen Volumen 8.757% (±0.787) vs. 6.774% (±0.76) (p=0.0749), Osteoid Volumen 3.779% (±0.342) vs. 1.789% (±0.33) (p<0.0001), Knochen Anwachs 3.548% (±0.631) vs. 0.266% (±0.609) (p=0.0004) und Osteoid Anwachs 4.874%±0.848) vs. 0.341% (±0.818) (p=0.0003).

Kein significanter Unterschied bestand zwischen CSA und TPS in Knochen Volumen nach 4, 8, und 12 Wochen. Ein höheres Osteoid Volumen nach 4 Wochen (p=0.0217), verschwand statistisch nach 8 (p=0.0935) und 12 Wochen (p=0.9993). Die Werte für Osteoid Volumen (CSA) blieben unverändert von der 4. bis zur 12. Woche, die TPS behandelten Implantate erreichten wie die CSA Implantate ihre höchsten Werte nach 12 Wochen. Während der Unterschied des Knochen Volumens erst nach 12 Wochen significant wurde (7.534%±1.006 vs. 0.397%±1.102; p=0.0004), war der Unterschied hinsichtlich des Anwachsverhaltens schon nach 8 Wochen signifikant (6.681%±1.481 vs. 0.073%±1.414; p=0.0304).

Zahlreiche Untersuchungen bestätigen das Potential zunehmender Biokompatibilität und Steigerung der Osteointegration nach Oberflächenbearbeitung. Der sog. inverse lotus Effect, nach CSA Behandlung scheint dabei ein hohes Potential zur Steigerung des Osteointegration sowohl hinsichtlich Osteoinduktion als auch hinsichlich Osteoconduktion zu besitzen. Dies kann in der klinischen Anwendung für eine vielzahl orthopädisch unfallchirurgischer Implantate von Interesse sein