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Fragestellung: Das Standardverfahren zur Behandlung degenerativ, entzündlich oder anderweitig geschädigter Gelenke ist der künstliche Gelenkersatz mit Hilfe von Endoprothesen. In Forschungsprojekten wird versucht, die Tribologie der bisher angewandten Gleitpaarungen zu verbessern. Der Einsatz von C/SiC Verbundkeramiken ist eine vielversprechende Möglichkeit dies zu verwirklichen. C/SiC Keramiken zeigen eine hohe mechanischer Resistenz, tribologisch günstige mechanischen Eigenschaften und eine hohe Verschleißfestigkeit. Das Ziel des Projektes ist die Prüfung der Biokompatibilität von keramischen Faserverbundwerkstoffen für den Einsatz als Gleitpartner in der Endoprothetik.

Methodik: Es wurden die Biokompatibilitäten einer C/SiC Keramik und von Nanopartikel dieser Keramik (60, 100 und 300 nm, Abriebsimulation) in den Konzentrationen 0,01 µg/ml, 1 µg/ml, und 10 µg/ml untersucht. Das In-vitro-Verhalten wurde mittels den Zellkulturlinien MG63 und THP-1 und humanen Osteoblasten getestet. Eine mögliche Aufnahme der Partikel in die Zellen, die Zellzahl und Veränderungen der Morphologie wurde mittels Lichtmikroskopie (Giemsa Färbung), ESEM und Laserscanningmikroskopie analysiert. Folgende biochemischen Tests wurden durchgeführt: WST, LDH, BCA, AP, Live/Dead Assay. Zusätzlich wurden immunhistochemisch und mittels Western Blot Kollagen Typ I, AP, RANK und GABDH zu unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmt. Statistische Analyse: T-Test, Mann-Whitney-U-Test, Wilcoxon-Test mit statistischer Signifikanz p<0.05.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Formkörper zeigen eine gute Biokompatibilität. Die Nanopartikel werden von den Zellen aufgenommen. Die Proliferation der Zellen wird durch die Partikel nichtverändert. Morphologie bleibt unverändert. Es kommt zu keiner Erhöhung der LDH Aktivität. Die Konzentration 10 µg/ml führt zu einer Reduktion der Zellzahlen.

C/SiC Verbundkeramiken und deren Abriebpartikel zeigen eine gute Biokompatibilität. Diese Hochleistungskeramiken stellen eine vielversprechende Möglichkeit zur Verbesserung Gleitpaarung in der Endoprothetik dar.