In-vivo-Studie zur knöchernen Integration von RGD-Peptid-beschichteten und unbeschichteten metallischen Implantaten*

Erwin Steinhauser; Adelheid Liebendörfer; Anja Enderle; Rainer Bader; Susanne Kerschbaumer; Thomas Brill; Raymonde Busch; Reiner Gradinger

doi:10.3139/120.100647

Article

In-vivo-Studie zur knöchernen Integration von RGD-Peptid-beschichteten und unbeschichteten metallischen Implantaten*

Erwin Steinhauser , Adelheid Liebendörfer , Anja Enderle , Rainer Bader , Susanne Kerschbaumer , Thomas Brill , Raymonde Busch and Reiner Gradinger

Published/Copyright: May 28, 2013

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From the journal Materials Testing Volume 47 Issue 4

Kurzfassung

Wunsch bei zementfreier Fixation von Endoprothesen ist deren möglichst frühzeitige und dauerhafte knöcherne Integration. In Zellversuchen konnte gezeigt werden, dass die Beschichtung von Implantatwerkstoffen mit RGD-Peptiden eine gesteigerte Adhäsion von Knochenzellen (Osteoblasten) induzieren kann. Ziel dieser Studie war es zu ermitteln, ob die RGD-Peptid-Beschichtung die Integration von metallischen Implantaten auch im Großtier verbessert. Für die Frühphase nach der Implantation (4 Wochen) konnten hierbei eine verbesserte knöcherne Integration und eine Steigerung der mechanischen Festigkeit von 68% an der Grenzfläche zwischen beschichtetem Implantat und Knochen ermittelt werden. Nach 12 Wochen waren die Unterschiede zu den unbeschichteten Kontroll-Implantaten weniger markant ausgeprägt.

Abstract

After the implantation of cementless endoprostheses early osseous integration is pivotal for implant success. Numerous in vitro studies demonstrate that RGD-peptide coating enhances the interaction between the surface of metallic implants and osteoblast like cells. This study was aimed to examine, whether or not RGD-peptide coating can improve osseous integration of metallic implants in vivo in an adult sheep model. For the early postoperative phase (4 weeks) enhanced osseous integration of RGD coated implants was observed in terms of a 68% increase in the interface shear strength for a press-fit implantation model. In contrast, no differences between RGD coated and non-coated implants could be detected after gap model fixation. Irrespective of the implantation model no differences between RGD coated and non-coated implants could be observed after 12 weeks.

Dr.-Ing. Erwin Steinhauser absolvierte ein Studium des Maschinenwesens und übernahm die Leitung der Abteilung zur Herstellung von Hüftendoprothesen und Sonderimplantaten bei der DePuy Orthopädie GmbH. Danach war er wissenschaftlicher Angestellter am Institut für Experimentelle Chirurgie und an der Abteilung Biomechanik der Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie der Technischen Universität München. Er promovierte zum Doktor-Ingenieur im Fachgebiet Mechanik und Werkstoffprüfung und ist seit 1998 technischer Leiter des Labors für Biomechanik der Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie der Technischen Universität München

Frau Dr. med. vet. Adelheid Liebendörfer, geb. 1963 in Stuttgart, studierte von 1983 – 1988 Tiermedizin an der LMU München. 1991 promovierte sie mit einer experimentellen Studie über die Biokompatibilität von Endoprothesen am Institut für Experimentelle Chirurgie der TU München. Nach mehrjähriger wissenschaftlicher Assistenz in der Arbeitsgruppe „Biokompatibilität“ von Professor Rudi Ascherl wechselte sie 1992 in die Funktion einer Laborleiterin zur Firma Merck KGaA, Darmstadt (inzwischen Biomet Deutschland GmbH). Im Mittelpunkt ihrer Tätigkeit standen dort zunächst Biokompatibilitätsuntersuchungen und seit 1995 bis heute die internationale Zulassung vom Medizinprodukten.

Frau Dr. rer. nat. Anja Enderle, geb. 1970 in Ostfildern, studierte von 1991 – 1997 Chemie an der Universität Tübingen und promovierte 2000 an der Universität Stuttgart an den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf. 2001 wechselte sie zur Firma Biomet Merck; Merck Biomaterial GmbH Darmstadt. Seit 2004 ist sie bei Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG als Entwicklungsleiterin RESOMER (resorbierbare Polymere) tätig.

Dr. med. Dipl.-Ing. Rainer Bader studierte Humanmedizin und der Feinwerktechnik. Danach war er wissenschaftlicher Angestellter an der Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie der Technischen Universität München. Er promovierte über Implantate aus faserverstärkten Kunststoffen und ist seit 2004 Leiter der Arbeitsgruppe Biomechanik/Biomaterialien an der Orthopädischen Klinik und Poliklinik der Universität Rostock.

Frau Dr. med. vet. Susanne Kerschbaumer, geb. 1958 in Wien, studierte von 1976 – 1979 Technische Chemie an der HTL Wien und von 1983 – 1988 Tiermedizin an der LMU München, wo sie 1991 promovierte. Nach mehrjähriger wissenschaftlicher Assistenz am Institut für Experimentelle Chirurgie der TU München wechselte sie mit der Promotion 1991 an den Lehrstuhl für Orthopädie der TU München, wo sie das histomorphologische Labor seither leitet. Im Mittelpunkt ihrer Tätigkeiten stehen Biokompatibilitätsprüfungen von Implantatmaterialien und histologische Untersuchungen der ossären Integration von Implantaten.

Dr. med. vet. Thomas Brill, geb. 1960, studierte Tiermedizin und Humanmedizin an der LMU München und an der TU München. Anschließend absolvierte er die Weiterbildung zur Fachkraft für Molekularbiologie und zum Prüfarzt. Er arbeitet seit 1990 als Wissenschaftler am Klinikum rechts der Isar am Institut für Experimentelle Onkologie und Therapieforschung und ist seit Januar 2005 Leiter des Zentrums für Präklinische Forschung. Sein Arbeitsschwerpunkt ist die Bearbeitung von Tiermodellen auf dem Gebiet der Molekularen Medizin.

Frau Dipl.-Math. Raymonde Busch, geb. 1949, studierte Mathematik an der Faculté de Sciences in Nantes/Frankreich und Statistik an der Ecole Nationale de la Statistique et de l'Administration Economique in Paris. Nach weiterer Tätigkeit am Institut National de la Statistique et des Etudes Economiques in Strasbourg/Frankreich, am Southwest Oncology Group in Houston/Texas und an der Gesellschaft für Strahlenforschung in München arbeitet sie seit 1982 als Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Medizinische Statistik und Epidemiologie der TU München.

Prof. Dr. med. Reiner Gradinger, geb. 1947, studierte von 1968 – 1974 Medizin an der Universität Würzburg und TU München, wo er 1975 promovierte. Nach wissenschaftlicher Assistenz am Institut für Pathologie und Pathologische Anatomie der TU München wechselte er 1980 an den Lehrstuhl für Orthopädie der TU München, wo er 1983 die Anerkennung als Facharzt für Orthopädie erlangte und 1988 zur Thematik des Kreuzbandersatzes habilitierte. 1993 folgte er einem Ruf als Ordinarius für Orthopädie an die Medizinische Universität zu Lübeck. Seit 1997 leitet er als Ordinarius den Lehrstuhl für Orthopädie und Sportorthopädie an der TU München.

Dieser Beitrag wurde bereits im DVM-Bericht 315 zur 4. Tagung des DVM-Arbeitskreises Biowerkstoffe (ISSN 1615-2298) veröffentlicht.

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Online erschienen: 2013-05-28

Erschienen im Druck: 2005-04-01

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