Bioglass (R) 45s5, 52s und 55s als Partikel im distalen Femur des Kaninchens

Abstract

Bioglass (R) Partikel der Kompositionen 45s5, 52s und 55s wurden in die distale Epiphyse des Kaninchenfemurs implantiert. Nach 7, 28, und 84 Tagen (d) wurden die Proben gewonnen und der licht- und elektronenmikroskopischen sowie histomorphometrischen Untersuchung zugeführt. Die Knochenbindung bzw. -neubildung erfolgte in zentripetaler Richtung, wobei 45s5 die schnellste Kinetik aufwies. Die Knochenbildung im Zentrum des Implantatgebietes schien gestört; hier war die Knochenbindung - bis auf 55s - nach 28 d wieder rückläufig. Dieses Phänomen ging einher mit einer Zunahme multinukleärer Riesenzellen (MNGC) im Zentrum des Implantatgebietes. Insbesondere im Vergleich mit anderen bioaktiven Implantatmaterialien erscheint somit eine weitere Optimierung der getesteten Bioglass (R) Applikationen wünschenswert. Bioglass (R) 45s5 erwies sich als besonders leicht degradierbar, gefolgt von 52s und 55s. Ein vollständiger Ersatz des Implantatmaterials durch Knochen erscheint aufgrund unserer Beobachtungen denkbar. Implantationsmodell, Partikelgröße und das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen werden als mögliche wichtige Einflussgrößen im Vergleich mit Ergebnissen anderer Arbeitsgruppen diskutiert. Ferner wird die klinische Bedeutung der Untersuchung hervorgehoben.

Bioglass (R) particles of the compositions 45s5, 52s, and 55s were implanted into the distal femoral epiphysis of the rabbit femur. After 7, 28, and 84 days (d) probes were harvested and analyzed using light- and electron microscopy as well as histomorphometry. Bone bonding or bone formation occurred in a centripetal fashion and fastest for 45s5. Bone formation at the center of the implantation bed appeared disturbed; here bone bonding decreased - except for 55s - after 28 d. This phenomenon went along with an increase in multinuclear giant cells (MNGC) in the center of the implantation bed. Especially in comparison with other bioactive implant materials a further improvement of the here tested Bioglass (R) application appears desirable. Bioglass (R) 45s5 proved to be best degradable, followed by 52s and 55s. According to our results a complete replacement of the implant by bone over time appears possible. Implantation model, particle size, and surface to volume ratio are discussed as possible important parameters of influence and discussed with respect to varying results of other laboratories. Further the clinical significance of the study is highlighted.