Die Regenerationsfähigkeit des Beckenkammes nach Spongiosaentnahme beim Menschen—Induktion durch Phosphatkeramiken?

Zusammenfassung

Ausgangspunkt für die Verwendung von Calciumphosphatkeramiken als Knochenersatzmaterial ist die Knochenregeneration in ihrer Abgrenzung von Osteokonduktion, Osteostimulation und Osteoinduktion. Die organotypische Reparation bei Defektsituationen ist durch die beschränkten Ressourcen autogenen Knochens limitiert. Aufbauend auf tierexperimentellen Untersuchungen wurde für die Erforschung des Einwachsverhaltens von Pentacalciumphosphat=Hydroxylapatit und Tricalciumphosphat=Whitlockit am Menschen ein standardisiertes Untersuchungsmodell entwickelt. Hierzu wurde der von Spongiosa entleerte Beckenkamm genutzt. 104 Patienten wurden in die Studie aufgenommen. Als Vergleichsgruppen wurden Tricaliumphosphatkeramik, Hydroxylapatikeramik, Kieler Knochenspan und «ohne Implantation» untersucht. Biopsiematerial von 40 Patienten wurden mikroradiographiert, morphometriert und histologisch aufgearbeitet. Die Ergebnisse zeigen ein Durchwachsen der Keramiken mit Knochen. Die Poren waren vom neugebildeten Osteonen ausgefüllt. Die Keramikgranula werden vollkommen integriert, Blockmaterial dagegen nur randständig. Der Kieler Knochenspan wird bindegewebig ausgegrenzt und ist als Knochenersatzmaterial nicht geeignet. Im nicht aufgefüllten Beckenkamm zeigt sich eine spontane, überschießende Regeneration lamellären, kortikalisähnlichen Knochens. Beide Calciumphosphatkeramiken degradieren, wobei das Tricalciumphosphat grobschollig zerfällt, das Hydroxylapatit sich nur in kleineren Fragmenten randständig ablöst. Im Kontakt mit lamellärem Knochen ist die Degradation gebremst. Die untersuchten Knochenkeramiken sind als Knochenersatzmaterial in Kombination mit autogener Spongiosa zur Streckung dieses körpereigenen Gewebes oder nach Markbeimpfung geeignet. Die mechanischen Eigenschaften bedürfen der technischen Verbesserung. Der Keramik-Knochen-Verbund ist mechanisch belastbar und kompressionsstabil.

Abstract

The starting point for the investigation of calciumphosphate ceramics is given by the bone regeneration, including osteoconduction, osteostimulation and osteoinduction. The amount of the autogenious bone, which can be used for transplantation to induce the organo typical regeneration, is a small one. Based on animal experiments we created a standardized model for investigation of bone regeneration, using the human iliac, crest. The empty iliac crest was filled by hydroxylapatite, tricalciumphosphate, Kiel bone or it remained empty as a control group. Clinical examination, X-ray control, blood chemistry and documentation were done with 104 patients devided in these four groups. Radiography, histological examination and morphometry were done with biopsies of 40 patients. The results show a bony ingrow into the ceramic material. The pores were filled by lamellar bone with new grown osteons. The ceramic granules are complete integrated. The ceramic blocks are only fixed at the edges and at the surface by bone trabeculae. The Kiel bone is surrounded by fibrous tissues without any contact to new built bone. It doesn't act as a bone substitute. The bone regeneration in the not fullfiled iliac crest was fast and of a hard quality of lamellar bone and of big amount. Both ceramics show remarkable degradation. The tricalciumphosphate brakes into pieces and shows dissolution. The hydroxylapatite in smaller particles. The degradation stopped, if the particles were surrounded by new bone. These ceramics can be used as augmentation material in combination with autogenious bone. They act as bone substitutes. The integration and bonding to new bone is complete and can be loaded by mechanical strength.