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Fragestellung: Die initiale Phase der Integration von Implantaten wird stark von ihren Oberflächeneigenschaften beeinflusst und spielt eine entscheidende Rolle für deren spätere Stabilität und Verweildauer im Körper. Eine Behandlung der Oberfläche mit physikalischem gewebeverträglichem Niedertemperaturplasma (tissue tolerable plasma, TTP) scheint eine vielversprechende Option zur Förderung der initialen Integrationsphase zu sein, da dem TTP neben Oberflächeneigenschaften-modifizierenden Effekten auch Angiogenese-förderndes Potential zugeschrieben wird.

Das Ziel der Studie war die Analyse der Effekte einer Behandlung der Oberflächen von Metallimplantaten mit TTP auf die funktionelle Gefäßdichte (FGD) sowie Leukozyten-Endothel-Interaktion (LEI) im intakten Gewebe mit einem neuen in vivo-Modell.

Methodik: Für die Studie wurde das seit Jahrzehnten etablierte HET-CAM-Modell (Hühnereitest an der Chorioallantoismembran) weiterentwickelt. Am zehnten Bebrütungstag wurde bei befruchteten Hühnereiern (Valo biomedia GmbH) die Chorioallantoismembran (CAM) mikrochirurgisch dargestellt. Diese diente als Lager für folgende Implantate (Durchmesser 4mm): unbehandeltes Nickel (Ni_nativ) und Titan (Ti_nativ) sowie mit TTP (kINPenMed, Neoplas GmbH; Argon als Trägergas, 5 slm für 2 min) behandeltes Nickel (Ni_TTP) und Titan (Ti_TTP). Nach Fortsetzen der Bebrütung für 24h erfolgte eine Mikromanipulator-gestützte i.v. Injektion von 25 µl 0,05%-igem Rhodamin 6G, einem Fluoreszenzfarbstoff zur autogenen Leukozytenfärbung. Unmittelbar danach wurde die intravitale Fluoreszenzmikroskopie zur Analyse der Mikrozirkulation mit FGD und LEI durchgeführt. Es wurden jeweils drei Areale in unmittelbarer Nähe der Metallchips untersucht. Als interne Kontrolle dienten periphere Areale auf der CAM von Ti_nativ-Eiern.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: <div class="table-description">Mittelwerte ± Stabw. (one way ANOVA, Paarvergleich: Student-Newman-Keuls Methode)

Die Ergebnisse sind als Mittelwert ± Stabw. (one way ANOVA, Student-Newman-Keuls Methode, *P<0,05 vs. Kontrolle, **P<0,05 vs. Kontrolle und Ni_nativ) in Tabelle 1 [Tab. 1] dargestellt.

Ni_nativ induzierte 24h nach Implantation gegenüber der Kontrolle (100%) eine massive Reduktion der FGD auf 42%. Dieser Negativeffekt auf das Gefäßsystem war bei Ni_TTP mit einer Reduktion der FGD auf 62% deutlich geringer ausgeprägt. Gleichzeitig kam es bei Ni_nativ und Ni_TTP zu einer Stimulation der LEI, die bei Ni_TTP gegenüber Ni_nativ tendenziell leicht erhöht schien. Bei Ti_nativ und Ti_TTP kam es zu keinen Veränderungen der FGD. Eine erhöhte LEI zeigte sich bei Ti_TTP.

Aus den Ergebnissen wird gefolgert, dass die Behandlung von Implantatoberflächen mit TTP integrationsfördernde, angio-protektive Effekte induzieren kann. Die beobachtete Erhöhung der LEI wird als Rezeptor-vermittelte lokale Stimulation einer immunologischen und inflammatorischen Antwort des Organismus auf die Implantate gewertet. Grundsätzlich scheint das neue in vivo-Modell geeignet für weitere Analysen der Interaktion zwischen unterschiedlich modifizierten Implantatoberflächen und dem Gewebe des Implantatlagers.