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Knochenheilung nach Osteosynthesen mit nickelfreiem Stahl im standardisierten Osteotomiemodell
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Published: | October 19, 2004 |
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Fragestellung
Chrom-Mangan-Stahl (CrMn) könnte wegen faktischer Nickelfreiheit und hervorragenden Materialeigenschaften eine Alternative zu Chrom-Nickel-Stahl (CrNi, enthält 14% Ni) und zu Titan (Ti, teuer und empfindlich gegen Kerbspannungen) darstellen. Ziel der Studie war die Untersuchung der Knochenheilung nach Osteosynthesen mit CrMn-Stahl im Vergleich zu Osteosynthesen mit CrNi-Stahl und Ti.
Methoden
Im standardisierten Tiermodell (New Zealand White Rabbits, 3.2 kg KG) wurden Querosteotomien (Spaltbreite 1mm) der rechten hinteren Tibia vorgenommen. Bei jeweils 15 Tieren (nGes=45) erfolgte die Osteosynthese mit designgleichen Implantaten aus CrMn-Stahl, CrNi-Stahl und Titan (6-Loch Viertelrohrplatte, Schrauben 2,7mm). Alle Tiere haben die operierte Extremität postoperativ voll belastet. Röntgenaufnahmen (a.p. und lateral) wurden postoperativ und nach Opferung (8 Wochen) angefertigt. Zur Beurteilung der Knochenheilung/Proliferation wurde die polychrome Sequenzmarkierung (Rahn) angewendet (Xylenolorange=XO, Calceingrün=CG, Alizarinkomplexon=AK, Tetracyklin=TC). Nach Opferung wurde das Osteosynthesematerial entfernt, die Tibiae eingebettet (Technovit®) und Längsschnitte (150 µm) angefertigt. Zur Auswertung wurden je Tibia Zufallsstichproben ausgewählt und die Intensität der Knochenproliferation auf Höhe des Osteotomiespalts lichtmikroskopisch (Fluoreszenzfilter) anhand der Farbbanden bestimmt (Leica®, Kontron®).
Ergebnisse
Wundheilungsstörungen oder Infektionen wurden in keiner Gruppe beobachtet. Bei allen Tieren waren die Osteotomien zum Zeitpunkt der Opferung konsolidiert. Bei fünf Tieren (CrMn) waren Achsabweichungen >10° (Mittelwert 19°, SD 6,0) festzustellen. Auf Höhe der Osteotomie hatte der Knochendurchmesser im Rahmen der Kallusformation in allen Gruppen vergleichbar zugenommen (Ti 32%, CrNi 36%, CrMn 38%). Histiocytäre Infiltrate im Implantatlager waren nur vereinzelt und ohne Zusammenhang zum verwendeten Implantatmaterial zu beobachten. Metallosen im Implantatlager wurden nur nach Titanplatten (4/15) beobachtet.
XO-Banden (frühe Proliferation, 2.Woche) waren nur spärlich und bei vereinzelten Tieren in allen Gruppen erkennbar. Die Fluorochrome CG und AK sowie TC zeigten die stärksten Ausprägungen. Bei Berechnung der Flächensummen war im Hinblick auf die verschiedenen Werkstoffe keine Differenz zu erkennen. Auch zeigte die Bestimmung der Knochenmarker im Gruppenvergleich keine Unterschiede in der zeitlichen Ausprägung.
Schlussfolgerungen
Im standardisierten Osteotomiemodell sind bezüglich der Knochen-proliferation keine nachteiligen Effekte des CrMn-Stahl gegenüber den bekannten CrNi-Stahl-und Titan-Implantaten sichtbar geworden. Weitere Untersuchungen in einem komplexeren Modell sind notwendig um die Ergebnisse dieser Untersuchung und die Eignung von CrMn-Stahl als Implantatmaterial zu prüfen.