Die Snake Plate ist ein im Composite Flow Moulding Verfahren (CFM) aus endlosen Kohlenstofffasern und PEEK (CF/P) hergestelltes neues Implantat für die Frakturbehandlung. Besondere Merkmale sind hohe Formbeständigkeit, konvergierende, winkelstabile Schrauben sowie eine völlige Strahlendurchlässigkeit. Integrierte Tantalfäden machen die Platte artefaktfrei radiologisch sichtbar. Ziel dieser in vivo Studie war ein Vergleich des Heilungsverlaufes zwischen der 7-Loch Snake Plate und der bereits klinische verwendeten 7-Loch LCP. Die Tiere wurden in 2 Gruppen (n=6) zufällig aufgeteilt. Eine 0,6mm breite Osteotomie der rechten Schafstibia wurde mit der Snake Plate bzw. der LCP und 6 winkelstabilen Schrauben versorgt. Zur postoperativen Fluoreszenzmarkierung des Kalzifizierungsprozesses erhielten die Tiere in der 5. Woche Xylenol Orange und in der 7. Woche Calcein Grün. Die Makrophagen/Histiozyten- Schichtdicke des Weichteilgewebes wurde computerunterstützt semiquantitativ vermessen. Eine qualitative Beurteilung der Gewebszonen und der Sentinel Lymphknoten folgte. Der Kalzifizierungsprozess in der Osteotomiezone wurde computerunterstützt quantitativ erfasst und qualitativ beurteilt. Die Osseointegration der Schrauben wurde quantifiziert, indem der prozentuale direkte Schrauben-Knochen-Kontakt computerunterstützt berechnet wurde. Die Knochenumbauvorgänge im Bereich des Schrauben-Knochen-Interfaces wurden erfasst, indem die Anzahl der Osteone gezählt und ihre Tiefe in den Bereich der Kortikalis errechnet wurde. Es ergaben sich zwischen den Gruppen hinsichtlich der semiquantitativen Ausmessung der Makrophagen-Histiozyten-Schichtdicke keine Unterschiede. Die zelluläre Zusammensetzung im plattennahen Weichteilgewebe zeigte keine Unterschiede. Abriebpartikel wurden in den Sentinel-Lymphknoten nicht gefunden. Zwischen den Gruppen zeigten sich keine Unterschiede im Ausmaß des kalzifizierten Kallusgewebes im Osteotomiespalt. Die knöcherne Überbrückung der Frakturzone war plattennah weiter fortgeschritten als plattenfern. Die qualitative Beurteilung war unauffällig und in beiden Gruppen ähnlich weit fortgeschritten. In der Beurteilung des Knochenumbauprozesses konnten zwischen den beiden Gruppen keine Unterschiede gefunden werden. Auch im zeitlichen Verlauf der Heilung zeigten sich in beiden Gruppen keine Unterschiede. Die Titan-Schrauben wiesen eine signifikant höhere direkte Knochen-Kontakt Zone auf als die PEEK-Schrauben. Im Allgemeinen zeigt sich das Gewebe sowohl im Kontakt mit den Kohlefaserimplantaten als auch mit den Titanimplantaten reizarm und ohne die bei Entzündungen üblichen zellulären Reaktionen. Die biologischen und mechanischen Bedingungen der beiden Plattenarten müssen offensichtlich ähnlich sein, da die Frakturheilung in beiden Gruppen gut fortgeschritten war. Der geringere direkte Knochenanteil der PEEK-Schraube ist wahrscheinlich materialbedingt. Es ist bekannt, dass Knochenzellen sich direkt auf Titanmaterialien ablagern können, wodurch das Einwachsverhalten in den Knochen begünstigt werden kann. Einen Einfluss der unterschiedlichen Biokompatibilitäten der Implantatmaterialien auf die Knochenumbauprozesse im Bereich des Schrauben-Knochen-Interfaces konnte nicht nachgewiesen werden. Die Verbesserung des Interface zwischen Knochen und Implantat ist immer noch ein ungelöstes Problem. Ziel ist es, eine geeignete Umgebung zu schaffen, durch die das natürliche Potential des Knochens zur Regeneration stimuliert und maximiert werden kann. In weiteren Studien sollte untersucht werden, ob die Biokompatibilität der neu entwickelten PEEK-Schraube durch unterschiedliche Oberflächen-behandlungen, beispielsweise mit Titan, erhöht werden kann und daraus eine bessere Osseointegration erzielt werden könnte. / The Snake Plate, produced out of carbon fibre and PEEK (CF/P) by using the composite flow moulding method (CFM),is a new implant for fracture treatment. The special features are resistance to deformation, converging locking screws and radiolucency. The Radiological visualization free of artefacts is made possible by integrated tantal threads. The goal of this “in vivo study” was to compare the process of recovery using the seven-hole Snake Plate to the actual in clinical use seven-hole LCP. The animals were randomly divided into two groups (n=6). A 0.6 mm wide osteotomy of the right tibia was stabilized with the snake plate for the one and LCPs for the other group. All were fixed with six locking screws. The animals received Xylenol orange in week five and Calcein green in week seven as fluorescent dye in order to mark the postsurgical calcification process. The thickness of the macrophage/histiocyte layer of the soft part tissue was measured in a computer-assisted and semi-quantitative way. It was followed by a qualitative assessment of the different layers of the tissue and of the sentinel lymphatic nodes. The process of calcification in the osteotomy area was also measured computer-assisted and was qualitative assessed. The osseointegration of the screws was quantified by a computer-assisted calculation of the percentage of direct contact between screws and bone. The osteogenetic processes in the interface between screws and bone were measured by counting the osteones and calculating their depth in the area of the corticalis. Neither the semi-quantitative measurements of the macrophage/histiocyte layers nor the cellular composition of the soft part tissues near the plate showed different results for the two groups. No particles of attrition were found in the sentinel lymphatic nodes. The two groups did not show any differences concerning the semi-quantitative measurements of the macrophage/histiocyte layers. There was also no difference regarding the amount of calcified callus in the gap of osteotomy. The osseous bridging of the fracture zone was further advanced near the plate. The qualitative assessment was not unusual and the progress was comparable in both groups. There were no differences between the two groups concerning assessment of the osteogenetic processes. The chronological process of the consolidation did not show any differences between the two groups either. The area of direct bone contact was significantly higher with the titanium screws than with the PEEK-screws. In general the tissue was hardly irritable in contact with the carbon fibre implants as well as with the titanium implants. Neither were there any cellular reactions typical for inflammations. The biological and mechanical conditions of the two types of plates are apparently similar, as the healing of the fracture was advanced in both groups. The low direct bone contact of the PEEK-screws is probably associated with the material. It is well-known that osteocytes can accumulate on titanium, a fact which may favour the growing-in of the material into the bone. An influence of the different biological compatibilities of the materials of the implantations on the osteogenetic processes in the interface between screws and bone could not be proven. The improvement of the interface between bone and implant is still an unsolved problem. The aim is to create a suitable environment for stimulating and maximizing the natural regenerative potential of the bone. Further studies should be carried out in order to find out whether the biological compatibility of the new PEEK-screw can be improved by treating its surface with titanium for example. This might lead to an improvement in osseointegration.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:2290 |
| Date | January 2007 |
| Creators | Rey, Katharina |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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