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Fragestellung: Die zementfreie Verankerung orthopädischer Implantate stellt zwar ein weitverbreitetes Standardverfahren dar, ist jedoch weiterhin mit technischen Herausforderungen verbunden, die einerseits den Produktionsprozess der überwiegend aus Titanlegierungen bestehenden Implantate und andererseits deren Osseointegration betreffen. Ziel der Arbeit war die in vivo Testung von Ti-6Al-4V Implantaten, die im neuartigen, verfahrenstechnisch vorteilhaften Schleudergussverfahren hergestellt worden waren, im Vergleich zum Standard in Bezug auf die Osseointegration. Bei einem Teil der Implantate wurden zudem Kalzium- bzw. Phosphorionen in die Oberfläche implantiert und die Effekte dieser Oberflächenmodifikation auf die Osseointegration in vivo analysiert.

Methodik: Ein zylinderförmiges Ti-6Al-4V Implantat wurde beidseits in die Tibiametaphyse von 110 Wistar-Ratten implantiert. Dabei wurden im Schleudergussverfahren gefertigte Implantate mit (n=22) oder ohne Ätzschritt (n=22) zur Nachbehandlung der Oberfläche eingesetzt, in deren Oberfläche Kalzium- (SCHLEUDERGUSS + CA, n=22) bzw. Phosphorionen (SCHLEUDERGUSS + PH, n=22) implantiert worden waren. Bei den Tieren der Kontrollgruppe wurde ein handelsübliches Standardimplantat eingesetzt (STANDARD, n=22). Nach 4 bzw. 12 Wochen wurde die maximale Auszugskraft bestimmt sowie eine histomorphometrische Bestimmung des Knochen-Implantat-Kontaktes vorgenommen, die statistische Auswertung erfolgte mittels Kruskal-Wallis-Test.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Bei der Bestimmung der Auszugskraft lag weder nach 4 Wochen noch nach 12 Wochen ein signifikanter Unterschied zwischen den fünf Untergruppen vor (p=0,596 bzw. p=0,127, Kruskal-Wallis-Test). Bei der histomorphometrischen Bestimmung des Knochen-Implantat-Kontaktes zeigte sich nach 4 Wochen kein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen (p=0,351) und nach 12 Wochen allenfalls ein tendenzieller Vorteil der SCHLEUDERGUSS + PH Gruppe (54,8+/-15,2%) im Vergleich zu den anderen Untergruppen, insbesondere zur STANDARD Gruppe (38,6+/-12,8%) (p=0,053, Kruskal-Wallis-Test).

Die im neuartigen Schleudergussverfahren gefertigten Implantate zeigten bei der in vivo Testung im etablierten Tiermodell keine Hinweise auf Unterlegenheit im Vergleich zum Standard hinsichtlich der Auszugskraft oder des Knochen-Implantat-Kontaktes. Da sich bei diesem Produktionsverfahren insbesondere bei komplexer Implantatgeometrie deutliche produktionstechnische Vorteile ergeben, erscheint der Einsatz in der Endoprothetik aussichtsreich.

Nach Implantation von Kalzium- bzw. Phosphorionen konnten in vivo allenfalls tendenzielle positive Effekte auf die Osseointegration gezeigt werden. Aufgrund der in der Literatur z. T. sehr vielversprechenden Ergebnisse nach Kalzium- bzw. Phosphorionen-Implantation sollten weitere Untersuchungen mit veränderten Implantationsbedingungen angeschlossen werden.