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Eine kontrollierte Kopplung von BMP-2 via „self assembled monolayer“ (SAM) erhöht signifikant die Knochenmasse um Titanzylinder in einem Kaninchenmodell zur Implantatosteointegration
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Veröffentlicht: | 9. Oktober 2007 |
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Fragestellung: Die Osteointegration eines Implantates ist in der Endoprothetik von essentieller Wichtigkeit. In der Vergangenheit wurde häufig nur eine unkontrollierte Freisetzungskinetik von BMP-2 an Implantaten untersucht. Eine mögliche Verbesserung der Osteointegration kann durch eine spezielle Beschichtung der Implantatoberfläche mit biokompatiblen und bioaktiven Materialien und/oder Wachstumsfaktoren gelingen. In dieser Studie werden die Ergebnisse von Implantaten mit oberflächengekoppeltem BMP-2 via „self assembled monolayers“ (SAM) vorgestellt, die in einer tierexperimentelle Studie in Femora von New Zealand White Rabbits implantiert wurden.
Methodik: Unterschiedliche, elektropolierte, mit Polymeren und BMP-2 beschichtete zylindrische Titanimplantate (Ti6-Al 4V, 3x3 mm) wurden hergestellt. Diese wurden via „self assembled monolayer“ (SAM) oberflächenbeschichtet. Sie unterschieden sich nur in Ihrer funktionellen Gruppe (OA-aktivierte-SAM und COOH-aktivierte-SAM). Vor der Implantation wurden sie mittels XPS und TOF-SIMS analysiert. Nach Funktionalisierung mit BMP-2 wurden diese in die distalen Femora von New Zealand White Rabbits implantiert. Nach 4 Wochen wurden die Femora entnommen und sowohl histologische als auch hochauflösende Mikro-CT Messungen durchgeführt, um die Knochenformation („Bone Volume/Total Volume“) zu ermitteln.
Ergebnisse: Im hochauflösendem Mikro-CT zeigte sich ein signifikanter Anstieg der Knochenformation um die BMP-2 beschichteten OH- und COOH-aktivierten-SAM Implantate durch einen Anstieg des „Bone Volume/Total Volume“. (p<0.05)
Schlussfolgerungen: In dieser tierexperimentellen Studie werden Ergebnisse BMP-2-beschichteter Titanoberflächen beschrieben. Hierzu wurden „self assembled monolayer“ (SAM) genutzt. Die hochauflösenden Mikro-CT Messungen zeigten einen signifikanten Anstieg bei den OH- und COOH-aktivierten-SAM. Diese Methode könnte möglicherweise einer vorzeitige Lockerung von Implantaten, insbesondere bei unzementierten Hüft-Totalendoprothesen und bei Wechseloperationen, vorbeugen. Dennoch ist eine weitergehende Forschung der Charakteristika und Mechanismen von BMP-2 auf die Knochenheilung notwendig.