Klinischer Einsatz von β-Tricalciumphosphat – Erfahrungen mit einem matrixorientieren Ansatz zur Osteoregeneration

Zusammenfassung:

Gegenstand und Ziel: Zur Förderung der ossären Regeneration stehen verschiedene Konzepte zur Verfügung. Ziel dieser Arbeit war, die Eignung eines matrixorientierten Ansatzes zur Osteoregeneration für die klinische Anwendung zu untersuchen. Material und Methoden: In einer klinischen Studie wurden 11 Hunde mit ossären Defekten unter Einsatz einer bioartifiziellen Keramik (β-Tricalciumphosphat ad modum Cerasorb^®) zur Förderung der Osteoregeneration versorgt. Das Material kam bei fünf verschiedenen Indikationen und in fünf unterschiedlichen Lokalisationen zum Einsatz. Alle Patienten wiesen entweder schon eine Knochenheilungsstörung auf oder ließen diese aufgrund von Art und Lokalisation der Erkrankung erwarten. Als Osteosynthesetechniken fanden die Plattenosteosynthese sowie die Verriegelungsnagelung Anwendung. In einem Fall wurde ein metallisches Implantat entfernt. Ergebnisse: In neun von 11 Fällen konnte ein vollständiger knöcherner Durchbau erreicht werden. In acht von 11 Fällen war eine vollständige Biodegradation des Materials festzustellen. Schlussfolgerung und klinische Relevanz: Die grundsätzliche Eignung des vorgestellten matrixorientierten Konzepts zur Osteoregeneration für die Anwendung unter klinischen Bedingungen konnte bestätigt werden. Im ersatzstarken und biomechanisch belasteten Implantatlager wie beispielsweise im Fall einer Arthrodese kann die verwendete Matrix die Anwendung von autologer Spongiosa ersetzen.

Summary:

Objective: Today different concepts to support osseous regeneration are available. Aim of this study was to survey the suitability of a matrix-based approach to osseous regeneration for clinical use. Material and methods: In a clinical study, skeletal defects in 11 dogs were treated using a bioartificial ceramic bone graft (β-tricalciumphosphate ad modum Cerasorb^®) to enhance osseoregeneration. Given five different indications, the matrix was inserted in five different kinds of bone defects. All patients either showed obvious delayed bone healing or this was expected according to the defect site. Fixation of fractures was performed using plate-osteosynthesis or interlocking nailing. In one case an implant was removed, and the defect was filled with the matrix. Results: In nine of 11 cases complete osseous fusion occurred, and in eight of 11 patients complete biodegradation of the matrix became obvious. Conclusion and clinical relevance: The matrix-based concept of osseous regeneration introduced in this study proved in principle to be suitable for clinical use. In case of defect-zones showing good regenerative and biomechanical conditions, as given in case of arthrodesis, the ceramic-matrix may be an alternative method to the use of autologeous cancellous bone for enhancement of osseous fusion.

Schlüsselwörter:

Hund - Matrix - Knochenersatzstoff - Biodegradation - Osteoregeneration

Key words:

Dog - matrix - bone replacement materials - biodegradation - osteoregeneration

• Literatur

• 1 Bruder SP, Fox BS. Tissue engineering of bone. Clin Orthop Rel Res 1999; 367: 68-83.
• 2 Brunnberg L. Boehringer Ingelheim (Hrsg.) Lahmheitsdiagnostik beim Hund. Gifhorn: Foigt-Druck; 1998
• 3 Ecke H. Knochentransplantation. Unfallchirurgie 1982; 8: 389-392.
• 4 Foitzik C, Merten HA. Die Anwendung von Knochenersatzmaterialien. In: Restitutio ad Integrum. Vom Knochenersatz zum Knochenaufbau. Sonderdruck aus Innovationen für die Zahnheilkunde Heineberg BJ. Hrsg 1999: 8-13.
• 5 Foitzik C, Stamm M. Einsatz von phasenreinem β -Tricalciumphosphat zur Auffüllung von ossären Defekten – Biologische Materialvorteile und klinische Erfahrungen. Quintessenz 1997; 48: 1365-1377.
• 6 Foitzik C, Staus H. Phasenreines β -Tricalciumphosphat zum Knochenersatz bei parodontaler Indikation. Quintessenz 1999; 10: 1049-1058.
• 7 Gerwing M, Michele U, Wenz R. Erfahrungen und Perspektiven beim Einsatz von Kalziumphosphat-Zement zur Förderung der Frakturheilung bei Problempatienten. Tierärztl Prax 2003; 31 (K) 1-8.
• 8 Gruber AJ. Erfahrungen mit Cerasorb^® in der Praxis des niedergelassenen Chirurgen. Der niedergelassene Chirurg 1999; 14: 1-3.
• 9 Handschel J, Wiesmann HP, Stratmann U, Kleinheinz J, Meyer U, Joos U. TCP is hardly resorbed and not osteoconductive in a non-loading calvarial model. Biomaterials 2002; 23: 1689-1695.
• 10 Hauschild GM, Fehr M, Uhr G, Bader A. Die zukünftige Bedeutung von tissue engineering für die Onkologie. Onkologe 2001; 7: 1089-1096.
• 11 Hauschild GM, Fehr M, Uhr G, Bader A. Nachtrag „Die zukünftige Bedeutung von tissue Engineering für die Onkologie“. Onkologe 2001; 12: 1348
• 12 Hauschild G, Merten HA, Bader A. et al Bioartificial bone grafting: Tarsal joint fusion in a dog using a bioartificial composite bone graft consisting of β -tricalciumphosphate and platelet rich plasma – A case report. VCOT 2005; 1: 52-54.
• 13 Heide H, Karbe E, Kling HG, König R, Köster K, Kramer H. Entwicklung und tierexperimentelle Untersuchungen von implantierbaren, porösen keramischen Werkstoffen. Zwei Teilberichte für das Bundesministerium für Forschung und Technologie, Bonn, Referat III B 3-7 12 1973
• 14 Horch HH, Steegmann B. Erfahrungen mit dem resorbierbaren TCP-Keramikgranulat zur Füllung größerer Knochendefekte nach Zystektomie im Kieferbereich. Dtsch Zahnärztl Z 1985; 40: 672-677.
• 15 Izumisawa Y, Seno T, Abe R. et al Axial correction of pes varus by transverse- opening wedge osteotomy and T-plate fixation with beta-tricalcium phosphate ( β -TCP) transplantation in Dachshunds. J Vet Med Sci 2005; 67 (04) 437-440.
• 16 Klein CPAT, Driessen AA, de Groot K. et al Biodegradation behaviour of various calciumphosphate materials in bone tissue. J Biomed Mat 1983; 17: 769-784.
• 17 Kübler NR, Würzler KK, Biebl S. et al Die Rekonstruktion von Unterkieferdefekten mit BMP-2. Dtsch Zahnärztl Z 1998; 12: 871-875.
• 18 Kurashina K, Kurta H, Wu Q. et al Ectopic osteogenesis with biphasic ceramics of hydroxylapatite and tricalcium phosphate in rabbits. Biomaterials 2002; 23: 1865-1872.
• 19 Lanyon LE. Using functional loading to influence bone mass and architecture: objectives, mechanisms, and relationship with estrogen of the mechanically adaptive process in bone. Bone 1996; 18 (Suppl): 37-43.
• 20 Liptak JM, Dernell WS, Lascelles BD. et al Intraoperative extracorporal irradiation for limb sparing in 13 dogs. Vet Surg 2004; 33 (05) 446-456.
• 21 Martinez SA, Walker T. Bone grafts. Small Anim Pract 1999; 29 (05) 1207-1219.
• 22 Mathys sr, Mathys jr, Mueller W. et al Hydroxylapatit und Tricalciumphosphatwerkstoffe. Hefte Unfallheilkd 1988; 200: 644-646.
• 23 Neo M, Herbst H, Voigt CF. et al Temporal and spatial patterns of osteoblast activation following implanatation of beta-TCP particles into bone. J Biomed Mater Res 1998; 39: 71-76.
• 24 Newman-Gage H. Banked allogenic bone grafts: An overview of current uses and theory. In: Current Techniques in Small Animal Surgery 4th ed.. Baltimore: Williams & Wilkins; 1998: 910-913.
• 25 Ochsner PE, Berchthold D, Uehlinger K. et al Ein- und Abbau von resorbierbaren Tricalciumphosphatgranulaten. Hefte Unfallheilkd 1983; 165: 77-81.
• 26 Paatsama S, Lindholm S, Oksanen J. et al The use of bone morphogenetic proteins in delayed fracture healing, pseudarthrosis and in ulna osteotomy carried out because of elbow joint diseases. Tierärztl Prax 1996; 24 (02) 164-168.
• 27 Roesgen M. Verfahrensweisen der freien autogenen Spongiosaplastik. Aktuelle Chir 1989; 24: 83-95.
• 28 Roesgen M. Die Regenerationsfähigkeit des Beckenkammes nach Spongiosaentnahme beim Menschen – Induktion durch Phosphatkeramiken?. Unfallchirurgie 1990; 16: 258-265.
• 29 Szabo G, Suba Z, Hrabak K. et al Autogeneous bone versus beta-tricalcium phosphate graft alone for bilateral sinus elevations (2– and 3-dimensional computed tomographic, histologic, and histomorphometric evaluations): preliminary results. Int J Oral Maxillofac Implants 2001; 16 (05) 681-692.
• 30 Terheyden H, Jepsen S, Vogeler St. et al Recombinant human osteogenic protein 1 in the rat mandibular augmentation model: differences in morphology of the newly formed bone are dependent on the type of carrier. Mund Kiefer GesichtsChir 1997; 1: 272-275.
• 31 Terheyden H, Jepsen S. Hartgeweberegeneration durch Wachstumsfaktoren und morphogene Proteine. Grundlagen und klinische Anwendung. Implantologie 1999; 4: 359-378.
• 32 Wagner W, Tetsch P, Ackermann KL. et al Tierexperimentelle Untersuchungen zur Knochenregeneration genormter Defekte nach der Implantation einer Tricalciumphosphatkeramik. Dtsch Zahnaerztl Z 1981; 36: 82-87.
• 33 Welch JA, Boudrieau RJ, DeJardin Loic M. et al The intraosseous blood supply of the canine radius: Implications for healing of distal fractures in small dogs. Vet Surg 1997; 26: 57-61.
• 34 Wiltfang J, Merten HA, Peters JH. Comparative study of guided bone regeneration using absorbable and permanent barrier membranes: a histologic report. Int J Oral Maxillofac Implants 1998; 13 (03) 416-421.
• 35 Wippermann BW. Hydroxylapatitkeramik als Knochenersatzstoff. Unfallchirurg 1997; 260: 2
• 36 Yuan H, Yang Z, Bruijn JD. et al Material-dependent bone induction by calcium phosphates ceramics. A 2,5-year study in dog. Biomaterials 2001; 22: 2617-2623.
• 37 Zijderveld S, Zerbo IR, van den Bergh JP, Schulten EAJM, ten Bruggenkate CM. Maxillary sinus floor augmentation using a β -tricalcium phosphate (Cerasorb) alone compared to autogenous bone grafts. Int J Oral Maxillofac Implants 2005; 20: 432-440.