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Fragestellung: Die zur Zeit verwendeten Calcium-Phosphat-Zemente bilden als Abbindeprodukt größtenteils Hydroxylapatit und zeigen kaum Resorption, während sekundäre Phosphat-Verbindungen wie Bruschit oder Struvit aufgrund ihrer höheren Löslichkeit schneller resorbierbar sein sollten. Da die Resorptionseigenschaften auch von der Porosität abhängig sind und systematische Studien hierzu fehlen, wurden in dieser Studie verschiedene Zementformulierungen mit unterschiedlichen Porositäten im Großtiermodell Schaf Modell untersucht.

Methodik: Untersucht wurden ein Calciumphosphatzement (Bruschit) und ein Magnesiumphosphatzement (Struvit). Durch Variation des Pulver/Flüssigkeits-Verhältnisses wurden jeweils 2 unterschiedliche Porositäten hergestellt (Powder-Liquid-Ratio (PLR) 2.0 g/ml bzw. 3.0 g/ml). Diese wurden bei 49 Schafen bilateral in einen Bohrlochdefekt in der medialen Femurkondyle implantiert. Als Kontrolle diente ein Zement aus Calcium-defizitärem Hydroxylapatit (CDHA) bzw. ein Leerdefekt. Nach 4, 7 und 10 Monaten wurden die Femora mittels Mikro-CT, histomorphometrisch und biomechanisch untersucht und eine Phasenanalyse der Implantate mittels XRD durchgeführt.

Statistik: Kruskal-Wallis-Test

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Abbildung 1 [Abb. 1]. Alle Zementvarianten zeigten eine gute Biokompatibilität und Osseointegration. Nach 10 Monaten Implantation wurde der Kontroll-CDHA-Zement nicht resorbiert und der Leerdefekt nicht mit Knochengewebe durchbaut. Die Bruschit-Zemente zeigten nach 10 Monaten nur eine marginale Auflösung. Bei PLR 2.0 kam es zu einer Phasenumwandlung zu Octocalciumphosphat und die Steifigkeit reduzierte sich um 50%. Bei PLR 3.0 kam es weder zu einer Phasenumwandlung noch zu einer Reduktion der Steifigkeit. Die Struvit-Zemente hatten sich in Abhängigkeit von der Porosität nach 10 Monaten fast vollständig aufgelöst und wurden durch trabekulären Knochen ersetzt, wobei die Degradation in 2 Phasen statt fand. Die Struvit-Zemente fungierten zugleich als Platzhalter und Startpunkt für eine in zentripetaler Richtung stattfindende Knochenneubildung. Die Steifigkeit der Struvit-Zemente reduzierte sich nach Implantation um 90%. Mehrkernige TRAP-positive Zellen konnten bei allen Zementformulierungen und zu allen Zeitpunkten detektiert werden, so dass auch von einer aktiven, d.h. zellvermittelten, Resorption durch Osteoklasten und Makrophagen ausgegangen werden kann. Eine oft beobachtete Phasenumwandlung von Bruschit zu HA, die für eine langsame Degradation verantwortlich gemacht wird, fand bei den hier untersuchten Bruschit-Zementen nicht statt, trotzdem wurden sie kaum resorbiert.