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Fragestellung: Um der schwerwiegenden Komplikation einer periprothetischen Infektion vorzubeugen, macht die zunehmende Anzahl multiresistenter Keime vor allem die Entwicklung präventiver Maßnahmen erforderlich. In der vorliegenden Studie wurde die knöcherne Integration einer neuen Beschichtung für die Gelenkendoprothetik, bei der antimikrobiell wirkende Silberionen in eine biokompatible Plasmapolymermatrix eingebunden sind, in unbelasteten sowie mechanisch belasteten Knochendefekten im Schafmodell untersucht.

Methodik: 16 weibliche Merino Schafe wurden randomisiert in 2 Operationsgruppen eingeteilt (n = 8). Die Implantation der antibakteriell- sowie unbeschichteten Titanimplantate erfolgte bilateral in einen mechanisch belasteten Defekt im trabekulären Knochen unterhalb des medialen Tibiaplateaus. Zusätzlich wurden Implantate in unbelastete Defekte im trabekulären Knochen der medialen Femurkondyle sowie im kortikalen Knochen der Tibiadiaphyse implantiert. Nach 6 Monaten wurde mittels biomechanischen Tests die Ausstoß- bzw. Auszugskraft F_max (N) sowie die Scherfestigkeit σ (N/mm²) bestimmt. Zusätzlich wurde der Interface-Bereich zwischen Implantat und Knochen histologisch untersucht. Neben einer qualitativen Beurteilung wurde auch eine quantitative Untersuchung zur Bestimmung des direkten Knochen-Implantat-Kontakts durchgeführt. Alle Ergebnisse wurden mit Hilfe von nicht-parametrischen Tests statistisch untersucht. Das Signifikanzniveau lag bei p ≤ 0,05.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Bezüglich der knöchernen Integration konnte weder unter mechanisch belasteten noch unter unbelasteten Bedingungen ein Unterschied zwischen den beiden Implantatvarianten nachgewiesen werden (Abbildung 1A). Beide wurden sowohl in den trabekulären als auch in den kortikalen Knochen integriert. Hierbei zeigten die Implantate im kortikalen Knochen die höchste Scherfestigkeit. Die mechanische Belastung hat die knöcherne Integration beider Implantatvarianten deutlich beeinflusst. Histologisch konnten keine Anzeichen einer Entzündungsreaktion festgestellt werden. Bezüglich des direkten Knochen-Implantat-Kontakts konnte kein Unterschied zwischen beschichteten und unbeschichteten Titanimplantaten gefunden werden (Abbildung 1B). In der vorliegenden Studie konnte gezeigt werden, dass Titanimplantate mit Hilfe der speziellen Beschichtung antibakteriell ausgestattet werden konnten, ohne dabei die für Titan typische hervorragende knöcherne Integration zu kompromittieren. Implantate mit der hier geprüften Beschichtung können zukünftig durch eine kontinuierliche Freisetzung von Silberionen gezielt am Ort der potentiellen Erstinfektion wirken, wobei durch den multifaktoriellen Mechanismus der Keimabtötung eine Resistenzentwicklung vergleichsweise selten ist.