Open Access

Niklas Bläß

• Ziel dieser Arbeit war die periodische Oberflächenstrukturierung von Ti6Al4V und Ti6Al4Nb-Oberflächen mittels UV-Strahlung, die präklinische Charakterisierung dieser hinsichtlich der Freisetzung von Metallionen und der Funktionalität humaner Osteoblasten und gingivaler Fibroblasten im Vergleich zu polierten Standardoberflächen. Die Topografie der Oberflächen wurde mittels REM charakterisiert. Die Freisetzung von Metallionen wurde mittels Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma quantifiziert. Zur Untersuchung der Biokompatibilität wurden das Adhäsionsvermögen, die metabolische Aktivität, die Proliferationskapazität, die Zytotoxizität, die Aktivität der ALP und Wachstumsfaktoren und Zytokine in Zellkulturüberständen quantifiziert. Nach Kultivierung der humanen Osteoblasten wurde signifikant mehr Ti, Al und V von periodisch strukturierten Ti6Al4V-Oberflächen und signifikant weniger Ti und Nb von periodisch strukturierten Ti6Al4Nb-Oberflächen freigesetzt. Auf periodisch strukturierten Ti6Al4V- und Ti6Al4Nb-Oberflächen adhärierten beide Zellarten signifikant schlechter. Die adhärierten Fibroblasten proliferierten dabei signifikant schneller und zeigten eine bessere Viabilität auf den periodisch strukturierten Ti6Al4V- und Ti6Al4Nb-Oberflächen. Die Osteoblasten auf periodisch strukturierten Oberflächen wiesen nach osteogenen Stimulus eine signifikant höhere ALP-Aktivität auf. Das Sekretionsprofil von Wachstumsfaktoren und Zytokinen der humanen Osteoblasten und gingivalen Fibroblasten deutet auf einen ausgeglichenen immunmodulativen Effekt hin. Die Ergebnisse der texturierten Ti6Al4Nb-Oberflächen zeigen eine bessere Biokompatibilität auf. Das kann durch weniger Metallfreisetzung im Vergleich zur polierten Oberfläche, unveränderte zelluläre Viabilität (humane Osteoblasten) und verbesserte Viabilität (gingivale Fibroblasten), verbesserter Proliferationskapazität (gingivale Fibroblasten) und ein ausgeglichenes immunmodulatives Sekretionsprofil begründet werden. Damit die verbesserte Osteogenese in der Klinik genutzt werden kann, muss in einem nächsten Schritt überprüft werden, ob die verbesserte Matrixbildung die verminderte Adhäsion der Zellen kompensiert und die Applikation der periodischen Oberflächenstrukturen auf 3D-Oberflächen ermöglicht werden. Hierfür ist eine Testung der Ti6Al4Nb Titanlegierung am Tiermodell denkbar.