dc.contributor.author
Kreiker, Henri Konstantin
dc.date.accessioned
2025-06-18T07:33:57Z
dc.date.available
2025-06-18T07:33:57Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/46873
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-46588
dc.description.abstract
Das Interesse an resorbierbaren magnesiumbasierten Osteosynthesematerialien
nimmt aufgrund ihrer biologischen und biomechanischen Eigenschaften zu. Von der
Verwendung solcher Implantate in der Traumatologie und der rekonstruktiven Mund-,
Kiefer- und Gesichtschirurgie könnten Patientinnen und Patienten in der Zukunft
profitieren, da eine weitere Operation zur Entfernung des Osteosynthesematerials
nicht mehr notwendig wäre. Tierexperimentelle Arbeiten tragen dazu bei, die sichere
Anwendung resorbierbarer Magnesiumlegierungen zu erproben und Erkenntnisse
über deren Degradationsverhalten sowie über die Reaktion des Knochengewebes zu
gewinnen, in das die Osteosynthesematerialien implantiert werden. Durch die
plasmaelektrolytische Oberflächenmodifikation (PEO) lässt sich die
Degradationsgeschwindigkeit magnesiumbasierter Osteosynthesematerialien und die
damit verbundene Bildung von Wasserstoffgas herabsetzen. In der Studie von
Frau Dr. Heilwig Fischer, die der vorliegenden Arbeit vorausgegangenen ist, konnte
nach sechs und zwölf Monaten gezeigt werden, dass die Degradation der PEOmodifizierten
WE43-Schrauben im Vergleich zu den nicht modifizierten Schrauben
nach sechs Monaten signifikant verlangsamt und eine höhere Qualität des
umliegenden Knochens vorhanden war.
In der vorliegenden Studie wurden Osteosyntheseplatten und -schrauben aus einer
WE43-Magnesiumlegierung mit und ohne plasmaelektrolytische
Oberflächenmodifikation (PEO) an Göttinger Minipigs untersucht. Das Ziel der
vorliegenden Studie ist es, die Unterschiede der genannten Materialien hinsichtlich
ihres Degradationsfortschrittes und der Reaktion des Knochens, in den die Implantate
eingebracht wurden, im Langzeitversuch zu überprüfen. Hierfür wurden PEOmodifizierte
und nicht modifizierte Miniplatten und Schrauben randomisiert in den
Humerus oder den Femur von fünf Göttinger Minipigs implantiert. Nach 18 Monaten
Standzeit wurden die Proben entnommen und im Mikro-CT sowie histologisch
untersucht.
Zwischen der PEO-modifizierten und nicht modifizierten Gruppe konnte nach einer
Beobachtungszeit von 18 Monaten weder in Bezug auf das residuale
Osteosynthesematerial noch in Bezug auf den umgebenden Knochenanteil
signifikante Unterschiede nachgewiesen werden. Beide Gruppen zeigten eine
10
komplikationslose Einheilung in den Knochen. Der höhere Anteil lamellären Knochens
bei WE43-PEO-Implantaten gegenüber den nicht modifizierten WE43-Implantaten
lässt jedoch auf einen nachhaltig positiven Effekt der PEO-Oberflächenmodifikation
auf die Knochenqualität schließen. Zudem waren die Osteosyntheseplatten der PEObeschichteten
Untersuchungsgruppe signifikant weniger mit neugebildetem Knochen
überwachsen.
Die Ergebnisse der vorliegenden Studie lassen darauf schließen, dass die PEOOberflächenmodifikation
bei der Verwendung von WE43-Implantaten vorteilhaft ist.
Der klinische Einsatz dieser Implantate am Menschen ist perspektivisch zu erwarten.
de
dc.description.abstract
The interest in magnesium-based osteosynthetic materials is increasing due to their
biological and biomechanical properties such as resorbability, favorable e-modul and
reduced stress shielding. In the future, patients could benefit from the use of such
implants in traumatology and reconstructive oral and maxillofacial surgery since a
further operation to remove the osteosynthesis material would no longer be necessary.
Animal experiments help to ensure the safe use of resorbable magnesium alloys and
to gain knowledge about their degradation behavior and the reaction of the bone tissue
into which they are implanted. The PEO surface modification reduces the rate of
degradation and the associated formation of hydrogen gas. In a study preceding this
dissertation, it was shown that after 6 and 12 months the degradation of PEO-modified
WE43 screws was significantly reduced and that the surrounding bone was of higher
quality after 6 months.
This study examined osteosynthesis plates and screws made of a WE43 based
magnesium alloy with and without plasma electrolytic surface modification (PEO) in
Göttingen minipigs. The aim of the current study was to investigate differences in the
degradation process and the bone reaction in a long-term test. For this purpose, PEOmodified
and unmodified miniplates and screws were implanted randomized into the
humerus or femur of five Göttingen minipigs; Samples were collected after 18 months
and examined by micro-CT and histologically.
A relevant effect of the PEO surface modification could not be demonstrated between
the two groups either regarding the remaining osteosynthesis material or the
surrounding proportion of bone. Both groups show an incorporation into the bone
without complications. However, the higher proportion of lamellar bone around WE43-
PEO implants compared to the WE43 group suggests a sustained positive effect of the
surface modification. In addition, the osteosynthesis plates of the PEO-coated samples
showed significantly less overgrowth with newly formed bone.
The results of this long-term study suggest that PEO surface modification is beneficial
when using WE43 implants. Clinical use of these implants in humans is to be expected
in the future.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
surface modification
en
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Langzeitbeobachtung der Degradation von WE43-basierten Osteosyntheseplatten und -schrauben mit und ohne PEO-Oberflächenmodifikation im Großtiermodell
dc.contributor.gender
male
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2025-06-20
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-refubium-46873-4
dc.title.translated
Long-term observation of degradation of WE43-based fixation plates and screws with and without PEO surface modification in a large animal model
eng
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access
dcterms.accessRights.proquest
accept