Zentralbl Chir 2009; 134 - P19
DOI: 10.1055/s-0029-1238160

Individuelle resorbierbare Knochenersatzimplantate mittels „Selective Laser Melting“

R Smeets 1, S Hoeges 2, M Lindner 3, H Fischer 3, D Riediger 1
  • 1Universitätsklinikum Aachen, Klinik für Zahn-, Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie, Aachen, Germany
  • 2RWTH Aachen, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik, Aachen, Germany
  • 3RWTH Aachen, Lehrstuhl für Keramik und Feuerfeste Werkstoffe; Institut für Gesteinshüttenkunde, Aachen, Germany

Einleitung:

Für eine gezielte Knochenregeneration wurde ein neuartiges Knochenersatzmaterial aus zwei verschiedenen Biogläsern (47S40, 45S5) zusammen mit β-Tricalciumphosphaten (ß-TCP) unterschiedlicher Zusammensetzung untersucht.

Material und Methoden:

Beide Testkörpertypen wurden aus Granalien gepresst und dienten zur Voruntersuchung der Eignung der Materialien für die Verarbeitung mittels „Selective Laser Melting“ (SLM). Somit ist es möglich poröse Strukturen (interkonnektierend) zu produzieren, die ein Adhärieren und damit das Proliferieren von Zellen positiv beeinflussen können. Mittels Laserstrahlen wird der Pulverwerkstoff (47S40, 45S5 und ß-TCP) selektiv aufgeschmolzen um schichtweise individuelle Dicom-basierte dreidimensionale Bauteile zu generieren, die über eine nahezu beliebige interkonnektierende Porenstruktur verfügen. Das Proliferations- und Toxizitätsverhalten von mesenchymalen Stromazellen der Ratte (rMSC) wurde an den Testkörpern über 21 Tage evaluiert. In den Überständen wurde die Osteokalzinkonzentration und die Aktivität der alkalischen Phosphatase (AP) zur Evaluation der osteogenen Differenzierung der Zellen bestimmt. Immunhistologische und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen wurden durchgeführt.

Ergebnisse:

Die rMSCs auf dem Bioglas 45S5 (nach L. Hench) proliferierten signifikant langsamer, jedoch war keine erhöhte Toxizität durch das Bioglas feststellbar. Die AP-Konzentration stieg mit dem 10. Tag an, wohingegen sich die Osteokalzinkonzentration erst mit dem 17. Tag langsam erhöhte.

Schlussfolgerung:

Die vorgestellten Untersuchungen lassen erkennen, dass das Bioglas 45S5 (nach L. Hench) keinen proliferationssteigernden Effekt auf die rMSC ausübt. Es zeigten sich keine zytotoxischen Effekte. Darüber hinaus scheint das Bioglas die Differenzierung der rMSC zu Osteoblasten zu fördern und damit osteoinduktive Eigenschaften zu besitzen.