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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

23.10. - 26.10.2012, Berlin

Die ossäre Integration eines neuartigen gesinterten offenporigen TiAlV Implantats. Vergleichende biomechanische Studie am Tiermodell

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Stephan Frosch - Universitätsmedizin Göttingen, Unfallchirurgie, Plastische und Wiederherstellungschirurgie, Göttingen, Germany
  • Peter Balcarek - Universitätsmedizin Göttingen, Unfallchirurgie, Plastische und Wiederherstellungschirurgie, Göttingen, Germany
  • Tim Alexander Walde - Universitätsmedizin Göttingen, Unfallchirurgie, Plastische und Wiederherstellungschirurgie, Göttingen, Germany
  • Jan Philipp Schüttrumpf - Universitätsmedizin Göttingen, Unfallchirurgie, Plastische und Wiederherstellungschirurgie, Göttingen, Germany
  • Martin M. Wachowski - Universitätsmedizin Göttingen, Unfallchirurgie, Plastische und Wiederherstellungschirurgie, Göttingen, Germany
  • Klaus Michael Stürmer - Universitätsmedizin Göttingen, Unfallchirurgie, Plastische und Wiederherstellungschirurgie, Göttingen, Germany
  • Karl-Heinz Frosch - Askelpios Klinik St. Georg Hamburg, Chirurgisch-Traumatologisches Zentrum, Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Hamburg, Germany
  • Gottfried Buchhorn - Universitätsmedizin Göttingen, Orthopädie, Göttingen, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012). Berlin, 23.-26.10.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. DocGR11-1598

DOI: 10.3205/12dkou420, URN: urn:nbn:de:0183-12dkou4202

Published: October 2, 2012

© 2012 Frosch et al.
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Fragestellung: Eine Schwachstelle in der klinischen Anwendung von Implantaten wie z.B. Bandscheibenimplantaten in der Unfallchirurgie bzw. Orthopädie ist unter anderem die knöcherne Integration der Implantate. Ein neues Verfahren zur Herstellung von gesintertem, offenporigem Titan-Aluminium-Vanadium (TiAlV) Schaum nach bionischem Vorbild wurde zur Verbesserung des Einwachsverhaltens und Elastizität entwickelt. Ziel der tierexperimentellen Studie ist ein biomechanischer Vergleich des Einwachsverhaltens und des Elastizitätsmoduls des Implantat/Knochen Interfaces zwischen herkömmlichen sandgestrahltem TiAlV und den neuartigen gesintertem TiAlV Implantaten.

Methodik: In einer randomisierten tierexperimentellen in vivo Studie wurden insgesamt 14 Chinchilla-Bastard Kaninchen eingeschlossen. Es erfolgte die Implantation von 14 zylindrischen, aus Schmiederohlingen hergestellten und durch Sandstrahlung aufgerauten TiAlV Implantaten und 14 gesinterten, offenporigen TiAlV Implantaten beidseits in die laterale Femurkondylen der Kaninchen in zufälliger rechts-links Abfolge. Maße der zylindrischen Implantate: Durchmesser 5,6 mm und im Längsverlauf 7 mm. In einer ersten Gruppe erfolgte die Tötung der Tiere nach einem Monat, in einer zweiten Gruppe nach 3 Monaten. Anschließend wurde jeweils nach entsprechender Präparation der Kaninchenfemora an einem speziell hierfür entwickelten Prüfrahmen der Ausstoß der Implantate durchgeführt. Gemessen wurde hierbei sowohl die zum Implantatausstoß notwendige Maximalkraft (N/mm²) als auch das Elastizitätsmodul des Interfaces der Mantelfläche (kN/mm²).

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Beide Implantatarten zeigen sich sowohl nach einem Monat, als auch nach 3 Monaten gut in das Knochengerüst der lateralen Femurkondyle integriert. Die zum Ausstoß der Implantate notwendige Maximalkraft erreicht bei den gesinterten TiAlV Implantaten im Vergleich zu den sandgestrahlten TiAlV Implantaten einen signifikant höheren Wert (p<0,01) sowohl bei den 1 Monatsversuchen mit einem Mittelwert von 6,39 N/mm² (gesintert) zu 3,36 N/mm² (gestrahlt), als auch bei den 3 Monatsversuchen mit Mittelwert von 7,58 N/mm² zu 4,99 N/mm². Keinen signifikanten Unterschied lassen sich im Vergleich der Mittelwerte der Elastizitätsmodule bei den 1 Monatsversuchen mit 0,22 kN/mm² (gesintert) zu 0,20 kN/mm² (gestrahlt) und bei den 3 Monatsversuchen mit 0,28 kN/mm² zu 0,40 kN/mm² feststellen.

Gesinterte, poröse Implantate aus TiAlV ermöglichen gegenüber gleich dimensionierten, gestrahlten Implantaten einen signifikant festeren Verbund mit dem eingewachsenen Knochen bei vergleichbarer Elastizität des Interfaces.