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Fragestellung: Aufgrund der hohen Biokompatibilität von Titan werden zementfreie Implantate fast ausschließlich aus diesem Werkstoff und seinen Legierungen gefertigt. Die Verarbeitung von Titan ist jedoch aufgrund seiner Materialeigenschaften sehr komplex, das aktuelle Standardverfahren stellt eine Kombination aus schmiedetechnischer Herstellung mit spanender Endbearbeitung dar. Aus produktionstechnischer Sicht wäre insbesondere für kleine Stückzahlen und individualisierte Implantate eine endkonturnahe Produktion ohne nennenswerte Nachbearbeitung wünschenswert, wie sie durch das in den letzten Jahren kontinuierlich weiter entwickelte Schleudergussverfahren technisch möglich geworden ist. Ziel der Arbeit war nach erfolgreich abgeschlossener in vitro-Prüfung die in vivo-Analyse der Gleichwertigkeit des im Schleudergussverfahren gefertigten Materials im Vergleich zum handelsüblichen Standardmaterial hinsichtlich Biokompatibilität und Osseointegration.

Methodik: Zylinderförmige raugestrahlte Ti-6Al-4V Implantate wurden in die Tibia sowie subcutan am Rücken von 40 Wistar Ratten implantiert (Standardimplantat n=20, Schleudergussimplantat [Leicomelt-Technologie] n=20). Nach 4 bzw. 12 Wochen erfolgte bei jeweils der Hälfte der Tiere die Bestimmung der maximalen Auszugskraft bezogen auf die knochenbedeckte Implantatoberfläche sowie im unentkalkten Implantatlager die histomorphometrische Analyse des Knochenimplantatkontakts sowie die microCT-graphische Knochendichtemessung. Die Testung auf Nicht-Unterlegenheit erfolgte mittels einseitigem Mann-Whitney-U-Test.

Ergebnisse: Es zeigten sich keine nennenswerten Unterschiede zwischen Standard- und Schleudergussimplantat bzgl. der Auszugskraft pro Fläche (Median 3,3 vs. 3,1 N/mm2 nach 4 Wochen, 5,1 vs. 4,8 N/mm2 nach 12 Wochen), der computertomographisch bestimmten Knochendichte im Implantatlager (Median 540,4 vs. 569,7 g/cm3 nach 4 Wochen, 508,3 vs. 511,7 g/cm3 nach 12 Wochen) sowie des prozentualen Knochen-Implantat-Kontaktes in der Histomorphometrie (Median 86,6% vs. 87,0% nach 4 Wochen, 83,5% vs. 85,2% nach 12 Wochen). Die Nicht-Unterlegenheit des im Schleudergussverfahren gefertigten Implantates konnte sowohl in der microCT- als auch der histomorphometrischen Analyse nachgewiesen werden (p<0,01), nicht jedoch bei der maximalen Auszugskraft pro Fläche (p=0,36 bzw. p=0,97). Makroskopisch zeigte sich im Bereich des ektopen Implantationslagers bei Standard- und Schleudergussmaterial keine relevante Entzündungsreaktion.

Schlussfolgerung: Über das Schleudergussverfahren können Ti-6Al-4V-basierte Implantate mit dem Standardverfahren vergleichbaren biokompatiblen und osseointegrativen Eigenschaften endkonturnah und kosteneffizient hergestellt werden.