Biologische Wertigkeit verschiedener Knochenersatzmittel in der Behandlung von Knochendefekten

Zusammenfassung

Vermehrt finden in den letzten Jahren biologische und synthetische Knochenersatzmittel in den Kliniken Anwendung. Die unterschiedlichen Verwendungsbereiche dieser Knochenersatzmittel verlangen unterschiedliche Eigenschaften der jeweiligen Implantate. Dies setzt eine exakte Überprüfung der biologischen Wertigkeit in unterschiedlichen Tiermodellen voraus. Die Überprüfung von synthetisch verfügbaren Implantaten, insbesondere Calciumphosphat-Keramiken, Pulvern und Granulaten als Trikalziumphosphat und Hydroxylapatit mit verschiedener Porengröße und-dichte, als Bioassay zeigte, daß diese über keine oder nur eine geringe biologische Aktivität im Sinne einer Stimulation der Knochenbildung orthotop verfügen. Die Verwendung dieser Materialien kann nur im ersatzstarken Transplantatlager als Knochenersatz empfohlen werden, wobei bei den von uns untersuchten verschiedenen Implantatstoffen eine vollständige Resorption histomorphologisch bislang auch über zwölf Monate im Tierversuch nicht nachgewiesen werden konnte. Die verschiedenen biologischen Knochenersatzmittel (autologe, homologe Spongiosa, demineralisierte homologe Spongiosa, verschiedene Formen der Knochengelatine) verfügen über eine unterschiedliche biologische Aktivität. Die induzierende Wirkung heterotop konnte bislang mit Knochengelatine bei der Ratte, dem Hund und dem Schaf nachgewiesen werden. In Kombination mit einer löslichen Calciumphosphat-Keramik konnten wir bei der Ratte eine Verstärkung der induzierenden Wirkung der Knochengelatine gegenüber autologer Spongiosa nachweisen. Aufgrund eigener Untersuchungsergebnisse, mit verschiedenen Mitteilungen in der Literatur, halten wir eine strengere Beachtung der objektivierenden Kriterien bei der biologischen Aktivitätsbeschreibung „am biologischen und synthetischen Knochenersatzmittel” für unbedingt notwendig.

Abstract

In clinical practice, biologic and synthetic substances have been used more and more as bone substitutes during the last few years. Different properties of the implant material are required according to the various fields of application. This implies a precise investigation of the biologic value by adequate experimentations on animals. It has been demonstrated in a bioassay with several synthetic implant materials, especially ceramics made of calcium phosphate, powders and granulated materials of tricalcium phosphate, and hydroxylapatite with different pore sizes and numbers, that there is only poor or even not any biologic activity in these substances which would produce an orthotopic stimulation of osseous formation. The application of these substances as bone substitutes can only be recommended in a adequate transplantation bed. However, all implant materials tested by different experimentations on animals showed an incomplete absorption in the histomorphological investigation even after twelve months. The various biologic bone substitutes (autologous and homologous spongiosa, demineralized homologous spongiosa, different forms of bone gelatin) show different degrees of biologic activity. Hitherto an inducing heterotopic effect could be demonstrated for bone gelatin in rats, dogs, and sheep. The inducing effect of bone gelatin combined with soluble calcium phosphate ceramics in rats was increased as compared with autologous spongiosa. Regarding our own results as well as various communications in literature, we consider it absolutely necessary to give more attention to the objectifying criteria when describing the biologic activity of “biologic and synthetic bone substitutes”.