Titelaufnahme

Titel
Vergleich dreier spritzbarer nanokristalliner Pasten mit unterschiedlicher Hydroxylapatitkonzentration in Schafsscapuladefekten
VerfasserDrnek, Julia
Betreuer / BetreuerinVasak, Christoph ; Tangl, Stefan ; Kuderer, Sonja
Erschienen2017
Umfang58 Blatt
Datum der AbgabeFebruar 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Knochenregeneration / Hydroxylapatit / Ostim® / spritzbare Knochenersatzmaterialien / Konzentration / Partikelgröße
Schlagwörter (EN)bone regeneration / hydroxyapatite / Ostim® / injectable bone substitute materials / concentration / particle size
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Vergleich dreier spritzbarer nanokristalliner Pasten mit unterschiedlicher Hydroxylapatitkonzentration in Schafsscapuladefekten [2.77 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Autologer Knochen stellt den „Goldstandard“ in der Behandlung belastungsintensiver Knochendefekte dar. Dieser ist jedoch oft nur in limitierter Form verfügbar und bringt durch die notwendige Zweitoperation zahlreiche nachteilige Nebenwirkungen mit sich. Um diese Risiken zu minimieren, kommen synthetische Knochenersatzmaterialien (KEM) zum Einsatz, die in spritzbarer Form das Einbringen erleichtern und ein minimal invasives Vorgehen ermöglichen.

In dieser Studie wurden die osteokonduktiven Eigenschaften dreier spritzbarer nanokristalliner Hydroxylapatit (HA)-Pasten unterschiedlicher HA-Konzentration mit jenen von autologem Knochen und einer leeren Kontrollgruppe in einem nicht spontan heilenden Knochendefekt verglichen. Je fünf Bohrungen mit einem Durchmesser von 8 mm wurden in der linken Scapula bei zwölf ausgewachsenen Merinoschafen gesetzt. Diese Knochendefekte wurden anschließend randomisiert mit Ostim®, einem kommerziell erwerblichen Produkt mit 35% HA-Konzentration, einem KEM-Prototyp mit 38% HA-Konzentration (nHA-LC), einem mit 50% HA-Konzentration (nHA-HC), sowie autologem Knochen gefüllt. Alle drei HA-basierten KEM wurden in spritzbarer Form appliziert. Jeweils eine Bohrung pro Tier wurde außerdem als Leerbohrung im Sinne einer negativen Kontrollgruppe belassen. Nach einer sechsmonatigen Einheilphase erfolgte die Herstellung unentkalkter Dünnschliffpräparate. Bei der histomorphometrischen Auswertung wurden Parameter wie die Menge des neugebildeten Knochengewebes und des Knochersatzmaterials zur Ermittlung der osteokonduktiven Eigenschaften der einzelnen Materialien bestimmt.

Der KEM-Prototyp nHA-LC unterstützte die Knochenregeneration und reduzierte das Einwachsen von Weichgewebe. nHA-HC zeigte einen ähnlichen Effekt, jedoch fanden sich hier im Vergleich zu nHA-LC und dem kommerziell erhältlichen HA-Produkt Ostim® vermehrt überdimensionierte Agglomerate. Nach sechsmonatiger Einheilphase konnte ein positiver Zusammenhang zwischen der HA-Konzentration, der Menge an vorhandenem KEM und der Größe der vorliegenden Agglomerationen gefunden werden.

Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen darauf schließen, dass die unterschiedliche HA-Konzentration bei spritzbaren KEM deren Langzeitstabilität in einem knöchernen Defekt beeinflussen kann. Bei dieser Studie wurde die beste Kombination hinsichtlich erfolgreicher Knochenregeneration und angemessener Partikelgröße bei nHA-LC Materialien erreicht.

Zusammenfassung (Englisch)

Autogenous bone is the ‘gold standard‘ for the treatment of weight-bearing bone defects. However, its availability is often limited and it comes with a lot of negative side effects due to a necessary second surgery. To minimize those risks, synthetic bone substitute materials (BSM), which facilitate application and enable a minimal invasive procedure when used in an injectable form, are employed.

In this study the osteoconductive properties of three nanocristalline hydroxyapatite (HA) pastes with varying HA concentrations were compared with autogenous bone and an empty control group in a non-spontaneously healing bone defect. Five 8 mm holes were drilled into the left scapula of twelve mature merino sheep. Those bony defects were on a randomized basis either filled with Ostim®, a commercially available product with 35% HA-concentration, a BSM-prototype with 38% HA-concentration (nHA-LC), and one with 50% HA-concentration (nHA-HC), or with autogenous bone. All three HA-based bone substitute materials were applied in an injectable form. One drill hole per animal was left empty to provide a negative control group. After a healing period of six months undecalcified thin ground sections of the samples were produced. During the histomorphometric evaluation, parameters like the amount of newly formed bone or bone substitute material were determined for the analysis of the osteoconductive properties of each material.

The BSM-prototype nHA-LC supported bone regeneration and reduced the ingrowth of soft tissue. nHA-HC showed a similar effect, but there were more oversized agglomerates detectable in comparison to nHA-LC and the commercially available HA-product Ostim®. After a six-month healing phase a positive relation could be detected between the HA-concentration, the amount of bone substitute material present in the defect and the size of the existing agglomerations .

The results of this project suggest that different HA concentrations of injectable bone substitute materials can influence their long-term stability in a bony defect. The best combination for successful bone regeneration and appropriate particle size was observed for nHA-LC materials.