| Die klinische Anwendung von biodegradierbaren Materialien zur Stabilisierung von Frakturen ist ein großes Ziel der langjährigen Forschung im Zuge des Projektes Laura Bassi BRIC. Ein sich auflösendes Implantat erspart eine zweite Operation zur Metallentfernung und wäre daher von großem Vorteil für Patienten
und Gesundheitssystem. Die Charakterisierung verschiedenster Biomaterialien im Klein- und Großtiermodell wurde im Zuge dieser Arbeit mit klinischer, radiologischer Bildgebung und auch prä-klinischer Bildgebung durchgeführt. Neben hauptsächlich auf Röntgenstrahlung basierender Verfahren (klinisches CT, klinisches Röntgen und prä-klinisches CT) wurde das auf nah-Infrarot Fluoreszenz basierende Verfahren der Fluoreszenz Tomographie verwendet, um auch molekulare Prozesse im lebenden Tier beobachten zu können. Seit dem Jahr 2008 wurden innerhalb von
Laura Bassi BRIC mehrere Biomaterialien untersucht. Einige davon konnten in dieser Arbeit erwähnt und charakterisiert werden, wie die anfänglich evaluierten Polyhydroxybutyrat Komposite, gefolgt von degradierbaren Eisen Legierungen. Die aktuellsten und vielversprechendsten Legierungen stellen Magnesium-Zink-Calcium
Systeme dar. Alle Materialien wurden im Zuge dieser Arbeit durch bildgebende Verfahren evaluiert. Die verschiedenen Parameter der Bildgebung wurden angepasst, um einen höchstmöglichen Informationsgehalt und eine bestmögliche Auswertbarkeit
zu erzielen.
Zylindrische Pins wurden aus den PHB Kompositen, Eisen Legierungen und der Mg-Zn-Ca Legierung BRI.Mag, sowie der Magnesium-
Gadolinium Legierung Mg10Gd gefertigt. Nach chirurgischer Implantation in die Femora von wachsenden Ratten wurde hochauflösende in vivo und ex vivo Bildgebung in micro CT und FMT durchgeführt. Die verwendeten Parameter der Scanprotokolle
wurden an das jeweilige Implantat angepasst, um optimale Resultate zu ermöglichen. Klinische Titan ESIN Implantate und Verriegelungssysteme wurden in einem Großtier Schafmodell implantiert und mit Hilfe des ex vivo CT gescannt, um die mechanische Qualität anhand der Dislozierung der Schraube innerhalb des Knochens nach mechanischer Belastung zu analysieren. ESIN Implantate mit gleichen Abmessung wurden im Anschluss aus den im Kleintier getesteten Mg-Zn-Ca Legierungen gefertigt, in Schaf Tibiae implantiert und hinsichtlich ihrer Degradation, Gas Entwicklung, Knochenanwuchs und Frakturheilung getestet. Als bildgebende Methode wurde ein Klinisches CT Gerät verwendet. Aus dem Material
BRI.Mag wurden im letzten Schritt resorbierbare Schrauben gefertigt und in Schaf tibiae implantiert. Zur genauen Untersuchung feiner Gewindestrukturen und dem umliegenden Knochengewebe wurden ex vivo CT scans des explantierten Knochens
durchgeführt. |
