Zusammenfassung
Metallische Leitgerüste zur Knochenanbindung unter Lasteinfluss sind seit mehr als
60 Jahren Gegenstand einer stetigen Forschung. 1982 erfolgte nach intensiven tierexperimentellen
Untersuchungen durch Jorge Galante die erste Implantation einer künstlichen Hüftpfanne
mit einer Beschichtung aus einem Titangeflecht. Um die Struktur des dreidimensionalen
Titangeflechts während der Anbindung und Verschmelzung mit der aus TI-6Al-4V-Legierung
bestehenden Pfanne nicht zu beeinflussen, erfolgte der Verschweißungsprozess unter
milden Temperaturbedingungen. Es entstand ein Verbund mit starker Schichthaftung.
Um einen soliden knöchernen Einbau der beschichteten künstlichen Hüftpfanne im menschlichem
Beckenknochen zu gewährleisten, waren Poren mit einem Durchmesser von 100–300 μ erforderlich.
Zusammen mit den interkonnektierenden Kanälen als den Verbindungswegen zwischen den
Poren war ein ausgedehnter Knocheneinwuchs möglich.
In dem hier vorliegenden Fall wird über die histopathologischen Befunde am interface
eines Pfannenimplantats mit einer fibermesh-Beschichtung nach 27 Jahren Standzeit
berichtet.
Bei einem 82-jährigen Mann wurde die künstliche Hüftpfanne wegen eines ausgedehnten
Inlay-Verschleißes explantiert. Nach Auftrennen der Metallkomponente mit der Diamantsäge
und Aufarbeiten des vollhemisphärischen Präparats zu einem unentkalkten Dünnschliffpräparat
(Dicke 30 μ) erfolgte die Färbung mit Toluidinblau.
Auffällig war eine enorme Variationsbreite der Porosität sowie der Nachweis von Abriebpartikeln
in einigen interkonnektierenden Porenkanälen. Ein Knocheneinwuchs war nahezu an allen
Stellen der dreidimensionalen Beschichtung des Titandrahtgeflechts nachzuweisen. Der
Knochen umgab einzelne Titandrähte und reichte oft bis an die Pfannenschale hinab.
Die histopathologischen Befunde am Einzelpräparat weisen darauf hin, dass auch nach
27 Jahren Standzeit das Drahtgeflecht aus Reintitan als festverschweißte und gegen
Abrieb resistente Pfannenbeschichtung einen Knocheneinwuchs bis auf die solide Grundschale
der künstlichen Hüftpfanne zulässt.
Summary
Metallic scaffolds aimed for hard tissue engineering under load bearing condition
have been the subject of in vivo research for more than 60 years.
The extensive research of Jorge Galante led to the first implantation of a fiber metal
acetabular cup in 1982.
The proprietary diffusion bonding process onto the Ti-6Al-4V alloy substrate uses
relatively low temperature for retaining the integrity of the microstructures and
creating a solid strength between fiber metal and the core.
To serve properly as a coating of an acetabular cup in human skeletal reconstruction
the titanium fiber mesh offers pore channels which are of a diameter over 100 –300
μ and conducive to bone invasion with continuity of pore channels.
In this article the histopathological findings of this bone implant-interface of an
acetabular cup after 27 years lifetime are described. A 82 years old man had undergone
revision surgery of his right hip because of extensive wear of the liner of the Harris-Galante
artificial cup with a fibermesh coating of the hemispherical construct. The components
were removed. Toluidine blue stain of the undecalcified histological thin section
(thickness 30μ) of the cup explant in a representative full hemispherical plane of
section was performed. Besides remarkable differences of porosity in the fibermesh-construct
and some wearparticles in the interconnecting pores there was adaptive bone remodeling
allover the hemispherical surface mostly surrounding the titanium fiberwires and reaching
to the core of the solid cup.
The histopathological findings 27 years after implantation indicate an adaptive bone
remodeling at the interface to the deep solid core of the acetabular cup. The surface
coating is resistant against wear and crack even under very unfavourable conditions
of enormous bearing surface wear.
Schlüsselwörter
3D-Titannetz-Beschichtung - biokompatible Metalle - poröse Lastträger im Knochen
Keywords
Metallic bone scaffolds - 3-D-metallic fibermesh-constructs - biocompatible metals
- loadbearing porous structures
