Mathias Schulz

Untersuchungen zur Osteointegration einer nanopartikulären Hydroxylapatitkeramik in Verbindung mit verschiedenen Knochengeweben am Kaninchen

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Medizin (Dr. med.) vorgelegt der Medizinischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 16.10.2008

Abstract
Knochendefekte stellen in der Skelettchirurgie eine besondere Herausforderung dar. Als "Goldstandard" der Behandlung gilt das Auffüllen mit patienteneigener Spongiosa. Zur Entnahme des Knochengewebes wird aber ein Zweiteingriff notwendig, der zusätzliche Risiken in sich birgt. Alternativ steht heute allogenes Knochengewebe zur Verfügung. Bei dieser Therapieoption stehen jedoch einmal das Restrisiko für Infektionen mit dem HI-Virus oder Hepatitis C sowie eine geringe biologische Wertigkeit als Nachteil im Vordergrund. Aus diesen Gründen hat sich heute die Behandlung mit Knochenersatzstoffen etabliert. Zu den wichtigsten Vertretern zählt das Hydroxylapatit. Seine ambivalenten Eigenschaften sind im Laufe der Jahre wiederholt getestet und beschrieben worden. Vorteilhaft fallen seine Verfügbarkeit und Sterilität auf. Als Nachteil muss seine geringe Resorbierbarkeit hingenommen werden.
Seit geraumer Zeit ist ein nanopartikulärer Hydroxylapatit (Ostim®, Firma Osartis GmbH & Co.KG) auf dem Markt, der durch seine spezielle Konzeption genau dieses Defizit ausgleichen soll. In der vorliegenden Arbeit wurde in einer tierexperimentellen Versuchsanordnung geprüft, wie der neue Knochenersatzstoff allein und bei Augmentation mit autogenem oder allogenem Knochengewebe im knöchernen Lager integriert wird. Bei 60 weissen Neuseeländer- Kaninchen wurde an den distalen Femora ein Defekt kritischer Größe gesetzt. Die Zeitabstände der histologischen und histomorphometrischen Untersuchung lagen zwischen zwei und zwölf Wochen. Primär konnte eine verstärkte Knochenneubildung nach den ersten sechs Wochen post operationem für Ostim® allein gemessen werden. Im weiteren Verlauf zeigten sich nur noch vereinzelt signifikante Unterschiede, die jedoch als zufällig angesehen werden müssen. Es konnte kein kontinuierlicher Trend verbesserter Einheilung oder Resorption für eine der beiden Augmentationsgruppen evaluiert werden. Histologisch zeigten sich keinerlei Abstoßungsreaktionen oder Entzündungen, die Implantate wiesen eine gute Biokompatibilität auf. Eine restlose Resorption konnte nicht beobachtet werden, auch nach zwölf Wochen ließ sich das Hydroxylapatit im Defektbereich nachweisen. Ostim® folgt damit der allgemein bekannten Eigenschaft des Hydroxylapatits- der nur marginalen Resorption. Zusammenfassend zeigte sich, dass die Eigenschaften von Ostim® bei Anwendung mit verschieden Knochengeweben an einem Tierdefektmodell unverändert bestehen blieben.

Treatment of local bone defects due to fracture or total hip surgery represents a daily challenge in orthopaedic and skeletal surgery. Autogenic bone grafting is the most frequent graft used clinically and represents the gold standard in most settings. Drawbacks of autogenic grafts are that the surgical harvest of bone frequently results in increased operative time, blood loss and chronic pain after procedure. An alternative to autogenic bone grafts are allogenic bone grafts. In this case form and matrix of the bone tissue will be preserved but no viable bone cells are transplanted. A drawback of this treatment however is the risk of infections, e.g. with the hepatitis virus or human immunodeficiency virus (HIV) In contrast to both treatment options a large variety of artificial bone substitutes are now available. For many years calcium phosphate ceramics were successfully inserted as artificial bone substitutes. In particular hydroxyapatite was increasingly introduced in clinical practice due to its good biocompatibility and bioactivity. In this study Ostim® was used as bone graft substitute. In sixty adolescent female New Zealand white rabbits matched for age and weight (minimum: 9 months, in order to ensure a closed distal epiphysis of the femur, mean weight: 5.16 0.59 kg) standardized 4.0 mm holes were drilled into the femoral condyles of both femora. Drill holes were filled with Ostim® single or in combination with autogenic or allogenic bone. The bilateral surgical procedure was performed in 4 animals per graft group and implant period. Animals were sacrificed after 2,4,6,8 or 12 weeks. At first an improved bone building in the group Ostim® alone can be expected. In the course of study it could found only sporadic significant differences. It was not found a continuous trend for bone healing and resorption in one of the both augmentation groups. During the histological evaluation no inflammatory or repulsion was seen. The implants presented a good biocompatibility. A total resorption of Ostim® was not found. Summarised no differences after augmentation with different bone tissue were observed.

Keywords:
Hydroxylapatit, Knochenersatzstoff, Histomorphometrie, Kaninchen, PMMA, Augmentation, autogene Spongiosa

hydroxylapatite, rabbit, Ostim, nanoparticular, bone graft substitute, augmentation allogeneic bone, autogeneic bone

Online-Dokument im PDF-Format (2.147 KB) mit integrierter Gliederung.

Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Inhaltsverzeichnis, Abkürzungsverzeichnis
1 Einleitung (1)
2 Theoretische Grundlagen (2-18)
3 Material und Methoden (19-30)
4 Ergebnisse (31-54)
5 Diskussion (55-65)
6 Zusammenfassung (66-67)
7 Literaturverzeichnis (68-75)
Thesen (76-78)