Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Evaluierung des Abbauverhaltens von Magnesium-Lithium-Legierungen bei Ratten

Kurzfassung

Osteoporose ist eine Erkrankung die bevorzugt die Altersklasse über 65 betrifft. Der
osteoporotische Knochen nimmt sowohl in seiner Dichte, als auch in seiner Härte ab. Die
chirurgische Versorgung osteoporotischer Frakturen wird mit Standartmaterialien wie
Titan oder Stahl durchgeführt, welche aufgrund ihrer guten Verträglichkeit, Rigidität und
Biokompatibilität weit verbreitet sind. Nichtsdestotrotz können diese permanente
Materialien „stress-shielding“ verursachen, wodurch Re-frakturen unterhalb des
Implantates begünstigt werden. An dieser Stelle tritt Magnesium (Mg) als innovatives
Material in den Vordergrund. Mg weist gute biomechanische und resorbierbare
Eigenschaften mit guter Verträglichkeit auf. Studien haben bereits gezeigt, dass die
Freisetzung von Mg-Ionen während der Korrosion die Knochenbildung und die Expression
von anabolen Markern im peri-implantären Knochen unterstützt. Vorstudien im
osteoporotischen Rattenmodell haben gezeigt, dass das Mg-basierte Material ZX00 (MgZink-Kalzium) jedoch schneller degradiert als im jungen Tier. Ziel dieser Studie war es die
neue, stabilere Magnesium-Kalzium-Lithium basierte Legierung LX41 mit ZX00 zu
vergleichen, welche vorab in gesunde, wachsende Ratten implantiert wurde.
Für die Studie wurden zylindrische LX41 Pins transkortikal in die proximale Metaphyse
der Tibia juveniler Ratten implantiert. Direkt nach der Implantation, sowie nach 2, 12, 18
und 24 Wochen wurden Mikro-(µ)CT Bilder der eingesetzten Pins angefertigt. Nach der
3D-Rekonstruktion wurde das Implantatvolumen, die Implantatoberfläche und die
Wasserstoffbildung evaluiert. Zur Beurteilung der Knochenmorphologie wurden die
Knochen nach der Euthanasie fixiert, eingebettet und histologisch beurteilt.
Die Ergebnisse zeigen einen initial höheren Volumenverlust von LX41 bis zur 18. Woche,
welcher dann langsam ein Plateau erreicht. Zwei Wochen nach Implantation wurde eine
vermehrte Gasentwicklung beobachtet, welche in den weiteren Messpunkten auf ein
niedriges, adäquates Niveau absank. Der Knochenmarkraum blieb intakt und eine gute
Osteointegration und Knochenneubildung wurde histologisch festgestellt. Weiteres zeigten
sich keine Anzeichen für eine akute Entzündung oder Granulombildung im Knochen.
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die neu entwickelte LX41 Legierung trotz
anfänglicher Zunahme der Wasserstoffgasbildung und -menge weder einen negativen
Einfluss auf die Frakturheilung noch auf die Knochenneubildung hatte. LX41 zeigt
dadurch sein mögliches Potenzial als bioresorbierbares Material für die Anwendung in der
Orthopädie. Weitere Studien werden benötigt, um die Anwendbarkeit von LX41 im
osteoporotischen Knochen zu zeigen.

Schlagwörter

Orthopädie, biodegradierbare Implantate, Lithium, Frakturen, Osteoporose

Anzahl Seiten

Publikationsjahr

2022

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