2.11.1. Zusammenfassung

Wenn der Knochen seine gesamte Vitalität auf einer großen Fläche erhalten hat und die Knochenzellen in direkten Kontakt mit der Implantatsoberfläche kommen, ohne dass dazwischen gelagertes Gewebe übrig bleibt, ist die Osseointegration erreicht.

Die Osseointegration wird stark begünstigt, wenn bei der Implantatsentwicklung der Stabilität des Implantats, dem Fehlen von Mikrobewegungen, der Vorspannung des Knochens, der Oberflächenmikrostruktur des Implantats, der Biokompatibilität von Knochen und Material und vor allem der biochemischen Eignung der Implantatsoberfläche zur Osseointegration besondere Bedeutung beigemessen wurde.

2.11.2. Das Konzept der Osteointegration

Das Konzept der Osseointegration wurde von Felix LINTNER aus Wien ausführlich studiert und publiziert. Ich stimme diesem Konzept in allen Punkten zu und möchte Professor Lintner für seine Arbeit danken.

Da ich keine Qualifikation in Biologie besitze, beschränke ich mich im vorliegenden Dokument auf die Betrachtungen zur Osseointegration in Zusammenhang mit der Prothesenentwicklung.

Selbst wenn die festgelegten geometrischen und biomechanischen Bedingungen im Vorfeld erfüllt werden konnten, gilt es bei der Prothesenentwicklung noch die biologischen Bedingungen zu erfüllen, insbesondere die der Biokompatibilität von Knochenzellen und chemischer Zusammensetzung der Implantatsoberflächenschicht. Ohne auf frühere gründlichere Studien zurückgreifen zu wollen, und da meine Abschlüsse in Kristallographie, Spektroskopie und chemischen Verbindungen an der Sorbonne bereits einige Jahrzehnten zurückliegen, möchte ich lediglich behaupten, dass die Oberflächenmoleküle „gleicher chemischer Natur“ wie der Kristallinbestandteil des Knochens sein müssen.

2.11.2.2. Zement ist mit der Osseointegration unvereinbar

Zusätzlich zum verfestigten und biochemisch neutralen Anteil des Polymethylmethacrylats unterbinden in unmittelbarer Nähe der Verbindungsfläche von Knochen und Zement vorhandene Rückstände von nicht polymerisierten, selbst nach vielen Jahren noch gifthaltigen Mono-Methylmethacrylats beseitigen jede Möglichkeit zur Osteointegration. Die Frage der „gleichen chemischen Natur“ stellt sich daher erst gar nicht.

2.11.2.3. Reoperation ohne Zement nach zementiertem Schaft

Wegen dieser Langzeitgiftrückstände kommt es bei unzementierten Prothesen, die als Ersatz für eine entfernte zementierte Prothese eingesetzt wurden, voraussichtlich nicht zur Osteointegration.

Ich behaupte, dass lediglich die durch Geometrische Verankerung erzielte Primärstabilität diesen zementfreien Prothesen für Reoperationen Langzeitstabilität gewährleistet. Die SLR-Plus Reoperationprothesenen, die ich 1992 mit dem Konzept der Geometrischen Verankerung entwickelte, belegen diese These.

2.11.2.4. Titan begünstigt die Osseointegration

Unbeschichtetes, jedoch mit einer durch Korundbestrahlen erzeugten Mikrostruktur überzogenes Titan ist immerhin schon ein ausgezeichneter biochemischer Partner für den Knochen.

Die Titanoxyd-Schicht von einigen Mikrometern, die sich spontan an der Titanoberfläche des Schaftes bildet, erfüllt nämlich bereits vollkommen die Bedingung der „gleichen chemischen Natur“.

Ich möchte daran erinnern, dass Titan, sobald es bearbeitet wird, nie blank bleibt, oxidiert, und der Knochen folglich nie mit Titan im Metallzustand in Berührung kommt. Die Molekularstruktur der Titanoxydschicht ist mit der Struktur des Kristallinbestandteils des Knochens kompatibel.

2.11.2.5. Titan ist besser als Chrom oder Kobalt

Die Oxydschicht über der Titanoberfläche ist weniger gifthaltig als Schwermetalloxyde, die für andere Prothesen verwendet werden.

Andere Metalle und Legierungen können spontan oder durch elektrochemische Behandlung von einer Passivierungsschicht überzogen werden, ohne dass sich die Schichtmolekularstruktur mit der Osseointegration vereinbaren lässt.

Als Beispiel möchte ich lediglich rostfreien Stahl oder Legierungen mit Chrom und Kobalt anfügen, die jedoch sehr häufig für orthopädische Implantate verwendet werden. Die Schutzschicht an der Oberfläche dieser Metalle ist nicht von „gleicher chemischer Natur“ wie der Kristallinbestandteil des Knochens und es kommt folglich bei Prothesen mit diesen Legierungen nicht zur Osseointegration.

2.11.2.6. Hydroxyapatit bietet kurzfristige Vorteile

Andererseits bietet das Bedecken der Titanoberfläche mit einer kristallinen Schicht wie Hydroxylapatit einen beträchtlichen kurzfristigen Vorteil, da die molekulare und mikroskopische Struktur a priori näher an der Knochenstruktur liegt. Der Langzeitnutzen ist nicht belegt. Sicher scheint, dass die Osseointegration dank einer kristallinen Beschichtung schneller einsetzt.

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Nächste Kapitel: 3. Eigene Prothesenschöpfungsmethoden

Ausführung: Die Methode der Wachstumsfaktoren

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