Untersuchungen zu biodegradablen Osteosynthese-Implantaten: Biokompatibilitätsstudie zu einer resorbierbaren Plattenosteosynthese aus Poly-L-lactid beim Göttinger Miniaturschwein und Evaluation der Effizienz "selbstverstärkter" Poly-L-lactid Implantate zur Refixation osteochondraler Fragmente beim Menschen
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Göttingen
Cuvillier
2006
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Gliederung
1. Einleitung
1.1. Einführung in die Problemstellung 1
1.2. Allgemeine Grundlagen des Knochenaufbaus und der
Knochenheilung 4
1.3. Stellenwert der Osteosynthese bei der Frakturheilung 7
1.4. Osteosynthese-Materialien 11
1.5. Fragestellung 13
2. Klinischer Hintergrund und Erläuterung des Versuchs¬
modells sowie der Wahl des verwendeten Versuchstieres
und Polymers
2.1. Darstellung des klinischen Bezugs 15
2.2. Wahl des Versuchsmodells 16
2.3. Wahl des Versuchstieres 17
2.4. Plausibilitätskriterien für die Wahl des verwendeten Polymers 19
3. Biologisch abbaufähige Kunststoffe als Material für
Osteosynthesen
3.1. Herstellung biodegradabler Polymere 21
3.2. Biodegradation 22
3.3. Charakteristika verschiedener Polymere 23
3.4. Biologische Eigenschaften des verwendeten Polylactids 28
3.5. Klinische Anwendung 29
4. Werkstoffkundliche Festigkeitsuntersuchungen der
verwendeten Polylactid-Implantate
4.1. Material und Methode 31
4.1.1. Charakterisierung der Osteosynthese-Implantate 31
4.1.2. Ermittlung der Biegefestigkeit, des Elastizitätsmoduls und
der Zugfestigkeit von Platten-Prüfkörpern 31
4.1.3. Ermittlung der Torsionsfestigkeit (Drehmoment) der 33
Osteosynthese-Schrauben
4.2. Ergebnisse der Festigkeitsuntersuchungen 34
4.2.1. Prüfkörper aus den Platten-Rohlingen 34
4.2.2. Osteosynthese-Schrauben 34
11
5. Tierexperimenteller Hauptversuch
5.1. Versuchstiere und Gruppeneinteilung 36
5.2. Verwendete biodegradable Implantate 37
5.3. Operationsvorbereitung und Narkose 37
5.4. Operationstechnik 38
5.5. Gewebeentnahme, Präparation und Aufarbeitung der Knochen-
und Weichgewebs-Präparate 40
5.6. Radiologische Dokumentation 42
5.7. Anfertigung von histologischen Präparaten 43
5.7.1. Weichgewebe 43
5.7.2. Knochengewebe 43
5.8. Lichtmikroskopische Auswertung 44
6. Tierexperimentelle Ergebnisse des Hauptversuches
6.1. Postoperativer Heilungsverlauf 45
6.2. Makroskopische Befunde 46
6.3. Röntgenbefunde 48
6.3.1. Konventionelle Radiologie der Osteosynthese-Schraube 48
6.3.2. Computertomographie der Wirbelkörper mit Osteosynthese-Schraube 50
6.3.3. Konventionelle Radiologie der Wirbelkörperosteotomie 51
6.4. Histomorphologische Befunde der periimplantären Bindegewebskapsel 52
6.5. Histomorphologische Befunde der Osteosynthese-Schraube 55
6.6. Histomorphologische Befunde der Wirbelkörperosteotomie 63
7. Klinische Studie zur Refixation osteochondraler Fragmente
mit Polylactid-Implantaten
7.1. Problematik der traumatisch bedingten osteochondralen Läsion 66
7.2. Material und Methode 67
7.2.1. Patienten 67
7.2.2. Methode 68
7.2.3. Implantate 70
7.2.4. Nachuntersuchung 71
7.3. Ergebnisse 72
7.3.1. Klinischer Befund 72
7.3.2. Radiologischer Befund 74
III
8. Diskussion
8.1. Eigene experimentelle Arbeiten 77
8.1.1. Tiermodell und Methode des tierexperimentellen Hauptversuchs 77
8.1.2. Biodegradation von Polylactiden 80
8.1.3 Biokompatibilität im Weichgewebe 82
8.1.4. Biokompatibilität im Knochen 87
8.1.5. Mechanische Eigenschaften der Implantate 90
8.1.6. Knochenheilung der Wirbelkörperosteotomie 95
8.1.7. Stellenwert der Radiologischen Untersuchungen 96
8.2. Klinische Studie 98
8.2.1. Bedeutung der Refixation osteochondraler Fragmente 98
8.2.2. Funktionelles Ergebnis und Biokompatibilität der Implantate 99
8.2.3. Bedeutung der Implantat-Stabilität für die klinische Anwendung 102
8.2.4. Stellenwert bildgebender Verfahren in der Verlaufsbeobachtung 104
8.3. Ausblick 106
9. Zusammenfassende Schlußbetrachtung 110
10. Literaturverzeichnis 115
11. Anhang 136
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