Madreporische Hydroxylapatitgranulate zur Füllung ossärer Defekte

Zusammenfassung

Zwei makrokristalline madreporische Hydroxylapatitgranulate unterschiedlicher Größe aber gleicher Kristallgröße in den Granula (1–3 μm) wurden für 7, 28, 84 und 168 Tage in den spongiösen Knochen der distalen Kaninchenfemurepiphyse implantiert und histologisch untersucht. Zur Testung der Granulate wurde ein neues Tiermodell entwickelt, in dem ein Verschluss des Bohrlochs mit einem chondrokortikalen Deckel erfolgte.

Ab dem 7. Tag zeigten die Granulate eine über die Zeit zunehmende Knochenbindung an ihrer äußeren Oberfläche und in den Poren. Die Degradation der Granulate erfolgte nur oberflächlich durch die Bildung von Erosionen an Interfaceabschnitten mit Weichgewebskontakt. Solche Zonen wurden nach Degradation auch sekundär an Knochen gebunden. Beteiligt waren passive Prozesse wie Auslaugung, Fragmentierung der Granula nach Rissbildung, partikulärer Zerfall und Phagozytose abgelöster Implantatbestandteile durch Makrophagen und Fremdkörperriesenzellen. Eine geringe, mögliche aktive oberflächliche Degradation durch Fremdkörperriesenzellen wird diskutiert. Osteoklasten typischer Morphologie wurden im Gegensatz zu Hydroxylapatitimplantaten mit geringerer Kristallgröße nicht nachgewiesen, was auf die geringe Degradierbarkeit zurückgeführt wird. Beide Granulate sind zur Füllung ossärer Defekte geeignet, ermöglichen jedoch keine gerichtete Gewebsregeneration durch partiellen Ersatz mit Knochen, da ihre Degradierbarkeit zu gering ist.

Abstract

Two macrocrystalline madreporic granular hydroxyapatite implants of different size range (single crystal size within both implants 1–3 μm) were implanted for 7, 28, 84 and 168 days into the trabecular bone of the distal femur epiphysis of rabbits. Both materials were investigated histologically. For testing of granular materials a new animal model has been developed. The drill hole was closed by reimplantation of an autologeous chondrocortical tissue slice to prevent loss of particles into the knee-joint.

Both of the granular materials tested developed increasing bone bonding from the 7th day on to outer surfaces and pore surfaces. The degradation of both of the materials affected the superficial implant layers in soft-tissue interfaces exclusively and was mainly due to passive processes, e. g. leaching, fragmentation of granules after crack-production, particulate degradation and subsequent phagocytosis of liberated implant particles by macrophages and foreign body giant cells. Zones of superficial implant degradation were bonded partially to bone a second time. A possible low-degree, active superficial degradation by foreign body giant cells is discussed. Osteoclasts of typical morphology as being observed on other hydroxyapatite implant surfaces were not demonstrated. This was related to the low degradation rate of the implants. Both of the granular materials tested are useful in filling bone defects. A guided tissue regeneration due to partial implant degradation and subsequent bone formation seems to be impossible since the degradation rate of the materials is too low.