Regensburg, Univ., Diss., 2010.

Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., veränd. Diplomarbeit

Die Implantation von Knochen ist überwiegend bei Knochenverlusten bzw. -defiziten indiziert. Diese Defekte entstehen im menschlichen Körper durch Tumore, Traumata, Entzündungen, Atrophien oder Missbildungen. Das Ziel dieser Studie war, die Einheilung von AAA-Bone und Grafton® mittels knöcherner Defektfüllung, -augmentation und –reparation und somit die Überlegenheit der osteoinduktiven Wirkung zu bestimmen. Hierfür sind die sogenannten osteoinduktiven Knochenmatrixproteine (BMPs) verantwortlich. Autolysierter, Antigen extrahierter, allogener Knochen wurde in der Zeit von 1990 bis 2003 an der Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer-, Gesichtschirurgie der Universität Würzburg in 1123 Fällen bei 843 verschiedenen Patienten implantiert. Seit Anfang August 2000 werden Implantationen mit Grafton® durchgeführt. Bis August 2003 wurden 134 Eingriffe bei 122 verschiedenen Patienten durchgeführt. / The implantation of bone has its indication in bone defects, which are the results of a tumor, trauma, inflammation, atrophy or malformation. The purpose of this study was to assess the osseointegration of demineralized bone matrix (AAA-Bone and Grafton®) via defect fill, augmentation and reparation. The osteoinductive potency of AAA-bone and Grafton® is related to the conservation of bone matrix proteins (so called bone morphogenetic proteins) in the implant. From march 1990 to March 2003 AAA-bone was implanted in 1173 casts in 843 patients. From august 2000 to august 2003 grafton® was implanted in 134 casts in 122 patients.

Ziel der vorliegenden Untersuchungen war der Vergleich von autogenen spongiösen und korti-kospongiösen Knochentransplantaten mit verschiedenen Knochenersatzmaterialien (KEM) in-vitro - an osteoblastären Zellen - und in-vivo - beim Sinuslift am Schafmodell. In den Zellkulturversuchen zeigten sich deutliche Unterschiede bezüglich der Proliferation und Differenzierung osteoblastärer Zellen für die verwendeten Niedrig-Temperatur-Hydroxylapatite (Bio-Oss, Algipore). Die besten Ergebnisse zeigten sich in Gegenwart des bioaktiven Glases Biogran, der demineralisierten allogenen Knochenmatrix (Grafton) und des β -Trikalzium-Phosphates (Cerasorb). Im Vergleich mit den übrigen KEM blieben die Resultate für das α- Trikalziumphosphat (Biobase) hinter der demineralisierten Knochenmatrix Grafton und den bioaktiven Gläsern und Osteograf/N zurück. Ein Vorteil der zellbindenden Eigenschaften der synthetisch hergestellten Peptidkette des PepGen P-15 (Hoch-Temperatur-Hydroxylapatit) hinsichtlich Zellproliferation und – differenzierung der osteoblastären Zellen war nicht eindeutig erkennbar. Alle von uns untersuchten autogenen Transplantate und KEM zeigten am Schafmodell eine kli-nisch gute Inkorporation. Es kam zu keinerlei Infektionen oder Abstoßungen des eingebrachten Materials. Die eingebrachten KEM heilten komplikationslos ein und waren alle in der Lage supportiv auf die Knochenneubildung einzuwirken. Die Verwendung autogenen Knochens als Goldstandard im mund-, kiefer- und gesichtschirurgi-schen Fachgebiet konnten wir in unserer Untersuchung bestätigen. Der transplantierte spongiöse und kortikospongiöse Knochen zeigte die besten Ergebnisse und konnte nach 12 Wochen nicht mehr eindeutig vom ortsständigen Knochen unterschieden werden. Allerdings war eine Atrophie, vor allem der Spongiosatransplantate nach 16 Wochen zu beobachten. Die eingebrachten auto-genen Transplantate erzielten quantitativ und qualitativ die beste Knochenneubildung. Die höhe-ren Knochenneubildungswerte bei gleichzeitig geringerer Atrophie sprechen für eine bessere biomechanische Adaptation des autogenen, kortikospongiösen Transplantates. Eine Diskrepanz der Ergebnisse zwischen dem in-vitro- und in-vivo- Versuchsteil konnte für das KEM PepGen P-15 (Hoch-Temperatur-Hydroxylapatit) beobachtet werden, begründet durch die Heterogenität des Zellgemisches. Im Vergleich zu den anderen verwendeten KEM lagen die für dieses Hoch-Temperatur-Hydroxylapatit tierexperimentell ermittelten Werte auf vergleichbarem Niveau. Im Tierversuch konnte Cerasorb (β -Trikalzium-Phosphate) eine deutliche Kno-chenneubildung bei gleichzeitiger Resorbierbarkeit attestiert werden. Tierexperimentell lagen die für das β -Trikalzium-Phosphat (Cerasorb) ermittelten Werte über denen des bioaktiven Glases (Biogran), aber hinter denen für Niedrig-Temperatur-Hydroxylapatite (Bio-Oss), welches die besten Ergebnisse auswies. Unter den verwendeten Knochenersatzmaterialien zeigen sich das Niedrig- Temperatur-Hydroxylapatit Bio-Oss im Tierversuch als das erfolgreichste. Bio-Oss zeigte keine Tendenz zur Biodegradierbarkeit. Die deutliche Diskrepanz zwischen dem in-vitro und in-vivo Teil der Versuche wurde explizit für dieses KEM beschrieben und ist durch das im Tierversuch breitere Zellspektrum zu erklären. Die Ergebnisse unserer Untersuchung bekräftigen den klinisch verbreiteten und weitestgehend komplikationslosen Einsatz von Bio-Oss. / Distinct bone graft materials have different effects on the differentiation and proliferation of human osteoblasts in vitro. The results suggest that bone graft materials, such as tricalciumphosphates, first of all Biogran, the demineralized bone matrix, bioglasses and also the high temperature hydroxyapatite Osteograf/N ,exhibit good conditions for differentiation and proliferation of osteoblasts in vitro. Others, such as low temperature hydroxyapatites obstruct the differentiation and proliferation of osteoblasts in vitro. The invivo results show a differnent conclusion. Here BioOss establishes at the most effective bone graft substitute. The assertion for the different results between the in vitro and in vivo trails could be given by the different cellular formation.

Zugl.: Giessen, Universiẗat, Diss., 2008.

Zugl.: Bayreuth, Universiẗat, Diss., 2009.

Im Rahmen dieser Arbeit sollte herausgefunden werden, inwiefern Calciumorthophosphatzemente (CPC) dafür geeignet sind, um als Prüfkörper zur Qualifizierung von Knochenklebern zu dienen, und worin ihre Limitationen bestehen. Dazu sollte nicht nur ein materieller Vergleich verschiedener hydroxylapatitbildender Zemente mit Knochen erfolgen. Es sollte auch das Adhäsionsverhalten neuartiger Knochenkleber auf den verschiedenen Prüfkörpermaterialien verglichen werden, um mögliche Rückschlüsse für die Eignung als standardisierbares in-vitro Prüfkörpermaterial ziehen zu können. Gegenstand der Untersuchung war ein α-Tricalciumphosphat (α-TCP)-System und ein Tetracalciumphosphat (TTCP)-System welche im Rahmen einer Zement-Abbindereaktion calciumdefizitären Hydroxylapatit (CDHA) bzw. stöchiometrischen Hydroxylapatit (HA) bilden. Die Materialien wurden dazu verwendet Prüfkörperteile in Form von Zylindern (5 x 5 mm) und Plättchen (20 x 10 x 5 mm) herzustellen, die dann mit verschiedenen Knochenklebern verklebt werden konnten. Der stärkste der verwendeten Kleber war ein Cyanoacrylat-Kleber (Truglue®). Er erzielte auf Prüfkörpern aus Knochen nach 24-stündiger Lagerung in PBS mittlere Abscherfestigkeiten von ca. 4,22 ± 1,92 MPa. Als zweitstärkster Kleber erwies sich ein neuartiger zementbasierter Kleber, der aus wärmebehandeltem Trimagnesiumphosphat-Hydrat und Phosphoserin bestand. Dieser Kleber erzielte unter den gleichen Umständen mittlere Abscherfestigkeiten von ca. 1,89 ± 0,29 MPa. Etwas schwächer schnitt ein ebenfalls neuartiger zementbasierter Kleber ab, der aus dem Magnesiumphosphat Farringtonit, sowie aus Magnesiumoxid und 25 % Phytinsäure bestand. Dieser Kleber erzielte mittlere Abscherfestigkeiten von ca. 0,51 ± 0,16 MPa. Insgesamt haben die Untersuchungen gezeigt, dass die in-vitro Qualifizierung von Knochenklebern unter Verwendung von Prüfkörpern aus Zement möglich wäre. Die Prüfkörper aus CDHA vereinten die meisten Vorteile und wären für Klebesysteme mit Abscherfestigkeiten von bis zu 2 MPa geeignet. Dabei erzeugten die Knochenkleber auf CDHA zwar abweichende Abscherfestigkeiten als auf Knochen, doch ließ sich ein vergleichbarer Trend bei stets reduzierten Varianzen erkennen. Durch die gute Konsistenz der Zementpaste war die Herstellung homogener Prüfkörper möglich. Aufgrund der Stabilität von CDHA unter wässrigen Bedingungen konnten Langzeitversuche ohne Einschränkungen vorgenommen werden. Die Limitationen der Prüfkörper aus CDHA bestanden allerdings darin, dass sie nicht für Abscherversuche von stärkeren Klebern geeignet waren. In solchen Fällen versagten die Prüfkörper noch bevor die maximale Abscherfestigkeit des jeweiligen Klebers gemessen werden konnte. / Until now, in vitro qualification of bone adhesives was mostly performed on bone test specimens of animal origin. The work dealt with the question to what extent test specimens made of synthetic hydroxyapatite would be suitable for the in vitro qualification of bone adhesives. For this purpose, test specimens were prepared from an a-TCP cement system and a TTCP cement system and compared with each other. The shear strengths of various novel bone adhesives were tested on the synthetic test specimens after different time intervals.

Zugl.: Bayreuth, Universiẗat, Diss., 2009.

Universiẗat, Diss., 2007--Giessen.

Ulm, Univ., Diss., 2008.