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Testung der Biokompatibilität von Magnesium-substituierten Calcium-Phosphat Zementen
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Autoren
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Elke Kunisch
- Waldkrankenhaus "Rudolf Elle" GmbH, AG Experimentelle Rheumatologie, Lehrstuhl für Orthopädie, Universitätsklinikum Jena, Eisenberg, Germany
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Stefan Mänz
- Lehrstuhl Materialwissenschaft, FSU Jena, Jena, Germany
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Frank Plöger
- BIOPHARM GmbH, Heidelberg, Germany
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Jörg Bossert
- Lehrstuhl Materialwissenschaft, FSU Jena, Jena, Germany
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Klaus Jandt
- Lehrstuhl Materialwissenschaft, FSU Jena, Jena, Germany
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Raimund W. Kinne
- Waldkrankenhaus "Rudolf Elle" GmbH, AG Experimentelle Rheumatologie, Lehrstuhl für Orthopädie, Universitätsklinikum Jena, Eisenberg, Germany
| Veröffentlicht: | 13. Oktober 2014 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Injizierbare Calcium-Phosphat Zemente (Ca-P) sind in der Orthopädie für die Versorgung von Knochendefekten weit verbreitet. Modifikationen der Zemente sollen ihre physikalischen und biomechanischen Eigenschaften verbessern. So kann über einen Zusatz von Magnesium die Degradation und die Injizierbarkeit der Ca-P Zemente beeinflusst werden. In der vorliegenden Studie wurde die Biokompatibilität von Magnesium-substituierten Ca-P Zementen mit der Osteoblasten-Indikatorzelllinie ATDC5 untersucht.
Methodik: Die Indikatorzelllinie ATDC5 wurde auf Ca-P Zement Plättchen mit unterschiedlichem Magnesiumgehalt ausgesät (0%, 1%, 2% und 3% Magnesium) und über einen Zeitraum von 10 Tagen kultiviert. Nach 1, 2, 3, 6, 8 und 10 Tagen Kultur wurde die Zellzahl mittels 4,6-Diamidin-2-Phenylindol (DAPI)-Färbung, die Vitalität mit Fluoresceindiacetat/Propidiumjodid-Färbung und die Aktivität der alkalischen Phosphatase über eine Umwandlung von p-Nitrophenylphosphat zu 4-Nitrophenol bestimmt.
Ergebnisse: Ergebnisse: Über einen Zeitraum von 10 Tagen wurde ein kontinuierlicher Anstieg der Zellzahl auf dem Kontrollzement (0% Magnesium) und den Magnesium-substituierten Zementen beobachtet, ohne signifikante Unterschiede zwischen Kontrollzement und den Magnesium-substituierten Zementen. Die Vitalität der Zellen auf dem Kontrollzement und den Magnesium-substituierten Zementen war über den gesamten Beobachtungszeitraum höher als 90%. Die Aktivität der alkalischen Phosphatase verminderte sich in den ersten 3 Tagen auf dem Kontrollzement und den Magnesium-substituierten Zementen. Am Tag 6, 8 und 10 konnte dann auf den Magnesium-substituierten Zementen eine leicht erhöhte Aktivität der alkalischen Phosphatase im Vergleich zu dem Kontrollzement beobachtet werden, allerdings erneut ohne signifikante Unterschiede.
Schlussfolgerung: Die Substitution von Ca-P Zementen mit Magnesium (bis zu 3%) hat keinen negativen Einfluss auf die Zellzahl oder die Vitalität der Osteoblasten-Indikatorzelllinie ATDC5. Die Magnesium-Substitution führte sogar zu einer numerischen Erhöhung der Aktivität der alkalischen Phosphatase. Somit zeigen Magnesium-substituierte Zemente eine gute Biokompatibilität mit perspektivischer Eignung für den in vivo Einsatz.
