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Einleitung: Korrosion von Metall-Implantaten ist ein relevantes klinisches Problem. Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen (NiTi-FGL) sind wegen ihrer herausragenden mechanischen Eigenschaften viel versprechende Implantatmaterialien. Unter korrosiven Bedingungen könnte die passivierende TiO₂-Schicht beschädigt werden, der hohe Nickelgehalt (50 at%) führt dann zu einer verstärkten Nickelfreisetzung. Knochenresorbierende Osteoklasten sezernieren HCl und verringern lokal den pH-Wert. Während des Knochenumbaus adhärieren Osteoklasten auch auf der Implantatoberfläche, eine Induktion von Korrosion wäre so möglich.

Material und Methoden: Osteoklasten wurden aus humanen PBMCs durch Zugabe von Dexamethason, M-CSF, RANKL und TGF-β1 differenziert und hinsichtlich ihres korrosiven Potentials gegen NiTi-Oberflächen analysiert. Dazu wurden Osteoklasten auf Calciumphosphat-beschichteten Glasplättchen (positive Kontrolle) und NiTi-FGL Proben für 8 Wochen kultiviert. Die Oberflächen der Proben und die Grenzfläche zwischen NiTi-Probe und Osteoklast wurden mittels fokussiertem Ionenstrahl (FIB) und nachfolgender REM untersucht. Die Nickelfreisetzung wurde mittels AAS bestimmt.

Ergebnisse: PBMCs konnten zu Calciumphosphat-resorbierenden Osteoklasten differenziert werden. Die auf den Calciumphosphat-beschichteten Proben kultivierten Zellen hinterließen auf den Proben Resorptionsspuren (Abbildung 1A–B [Abb. 1]). Die Grenzfläche zwischen Osteoklast und NiTi konnte erfolgreich dargestellt werden (Abbildung 1C–F [Abb. 1]). Eine Korrosion der NiTi-Oberfläche wurde nicht festgestellt (Abbildung 1F [Abb. 1]). Es traten keine signifikanten Unterschiede in der Nickelfreisetzung auf.

Schlussfolgerung: FIB ermöglicht die Untersuchung der Zell-Biomaterial-Interaktion direkt an der Grenzfläche.