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Die demographische Entwicklung stellt uns besonders in der Unfallchirurgie vor neue Herausforderungen. Häufig handelt es sich um multimorbide, sehr alte Patienten, was eine möglichst gering invasive Versorgung von Frakturen attraktiv erscheinen läßt. Cerclagesysteme werden zur Versorgung von Periimplantatfrakturen bisher nur additiv eingesetzt. Als Grundlage für die biomechanische Untersuchung dient eine klinisch häufig festtgestellte Periimplantatfraktur am distalen Pol eines einliegenden Gamma-Nagels. Im Rahmen einer Pilotstudie sollte festgestellt werden ob bei genau dieser Fraktur (unkomplizierter langer Schrägbruch) eine alleinige Versorgung durch Cerclagen ausreichend Primärstabilität bietet. Hierzu wurden die zwei in der Klinik verwendeten Cerclagesysteme Edelstahldrahtcerclagen und Titanbandcerclagen gegenübergestellt. Die Versuch erfolgten an 8 paarigen Kadaverfemora. Nach Implantation des Gamma-Nagels und Osteotomie im typischen Frakturverlauf wurden die künstlichen Periimplantatfrakturen durch 3 Titanbandcerclagen oder 3 Edelstahldrahtcerclagen versorgt. Anschließend erfolgten statische, zyklische und destruktive Belastungstests. In der Auswertung konnten keine signifikanten Unterschiede in der Bruchspaltveränderung beider Cerclagensysteme festgestellt werden; beide Cerclagesysteme weisen somit eine gleiche Primärstabilität auf. Es kam zu keinem Versagen eines Cerclagesystems. Eine isolierte Versorgung durch Cerclagen der untersuchten Periimplantatfraktur erscheint bei vorliegenden Messwerten vielversprechend.
Die initiale Integration von Implantaten ist von hoher Bedeutung für die spätere Stabilität und
Standzeit von beispielsweise Endoprothesen im Körper. Mit Hinblick auf die steigende Zahl
von Patienten, die ein Implantat benötigen, ist es von großer Bedeutung unterschiedliche
Implantatmaterialien und Oberflächenmodifizierungen bezüglich ihrer Eigenschaften und
Interaktionen mit dem Implantatlager zu untersuchen, um diese verbessern zu können.
Ziel der vorgestellten Arbeit war die Entwicklung und Etablierung eines Screeningmodells zur
Analyse der Auswirkung von verschiedenen Metallimplantaten auf die Mikrozirkulation in
unmittelbarer Nähe des Implantats.
Dazu wurde ein neues in vivo Modell an der Chorioallantoismembran des Hühnerembryos
entwickelt, angewendet und etabliert. Dieses stellt eine Modifikation des seit Jahrzehnten
etablierten HET-CAM (Hühnereitest an der Chorioallantoismembran) dar und ermöglicht
quantitative und qualitative intravitalmikroskopische Aussagen über die Funktionelle
Gefäßdichte (FGD) und die Leukozyten-Endothel-Interaktion (LEI).
Zunächst wurden im Zuge der Modellanwendung Nickel- und Titan-Implantate verglichen, um
die mögliche Reaktionsbreite des Modells zu untersuchen. Es folgte eine Etablierung des
Modells, indem die Oberfläche der Implantate kurz vor der Applikation mit kaltem
Atmosphärendruckplasma (CAP) behandelt wurde. Die intravitalmikroskopische
Untersuchung erfolgte jeweils 24 h nach Applikation.
Die Chorioallantoismembran der mit Nickel-Implantaten behandelten Hühnerembryonen
zeigte im Vergleich zur Titan- und der internen Kontrollgruppe eine signifikante Reduktion der
FGD sowie eine signifikante Erhöhung der LEI gegenüber der Kontrollgruppe. Durch
Vorbehandlung der Nickel-Implantate mit CAP konnte der Negativeffekt auf das Gefäßsystem
signifikant reduziert werden. Für Titanimplantate konnte mit Hinblick auf die FGD kein
zusätzlicher Effekt nach der Behandlung mit CAP detektiert werden.
Die vorgestellte Arbeit zeigt, dass sich das neue Modell als Screeningmodell dazu eignet, neue
Implantatmaterialien und Oberflächenmodifikationen an der Schwelle zwischen in vitro
Zellkultur und in vivo Tiermodellen zu untersuchen. Somit könnte es dabei helfen,
Tierversuche gezielter einzusetzen. Vorteile und Einschränkungen des Modells werden
diskutiert.