Verbesserung von Osteointegration und periprothetischem Knochenanteil zementfreier metallischer Implantate unter Bisphosphonatgabe

Zusammenfassung

Studienziel: Es sollte der Einfluss einer systemischen Therapie mit dem Bisphosphonat Ibandronat auf die Osteointegration unbeschichteter und Hydroxylapatit-beschichteter Titanimplantate sowie der Effekt auf den periprothetischen Knochenanteil unter Klärung der hierfür notwendigen Dosierung evaluiert werden. Methode: Im Rahmen einer randomisierten Untersuchung am Tiermodell der Ratte wurden drei Therapiegruppen, die mit einer Gabe von 1 µg, 5 µg und 25 µg/kg Körpergewicht Ibandronat behandelt wurden und eine Kontrollgruppe, mit Applikation von NaCl 0.9 %, gebildet. Ein unbeschichtetes und ein Hydroxylapatit-beschichtetes Titanimplantat wurden in den Femur der Versuchstiere eingebracht. Nach 28 Tagen erfolgte die Entnahme und histomorphometrische Auswertung mit Bestimmung der osteointegrierten Prothesenoberfläche und des relativen periprothetischen Knochenanteils. Ergebnisse: Unter einer Dosierung von 5 µg und 25 µg Ibandronat konnte eine signifikante Steigerung der osteointegrierten Prothesenoberfläche im Vergleich zur Kontrollgruppe nachgewiesen werden. Eine Anhebung des relativen periprothetischen Knochenanteils war im Vergleich zur Kontrollgruppe bei allen Therapiegruppen nachweisbar, nur bei höchster Dosierung (25 µg) jedoch mit signifikanter Differenz. Schlussfolgerung: Eine niedrige Dosierung (1 µg) des Bisphosphonats Ibandronat ist ohne Vorteile auf die Osteointegration. Eine hoch dosierte Therapie (5 µg, 25 µg) führt jedoch zu einer signifikanten Verbesserung der Osteointegration unbeschichteter und Hydroxylapatit beschichteter Titanimplantate mit begleitender Anhebung des periprothetischen Knochenanteils. Hierdurch kann über eine verbesserte Sekundärstabilität eine längere Standzeit zementfreier Implantate erwartet werden.

Abstract

Aim: The effects of a systemic treatment with the bisphosphonate ibandronate on osseointegration of uncoated and hydroxyapatite-coated titanium implants and on periprosthetic bone volume have been evaluated and the dosage of medication had to be defined. Method: We used an animal model of the rat, the animals were assigned to three treatment groups receiving 1 µg, 5 µg and 25 µg/kg body weight and one control group receiving NaCl 0.9 %. An uncoated and a hydroxyapatite-coated titanium rod were inserted into the medullary canal of the femur. After 28 days the specimens were harvested and histomorphometric evaluation revealed extend of osseointegrated implant surface and changes of periprosthetic bone volume. Results: Treatment groups receiving 5 µg and 25 µg ibandronate showed significant improvement of osseointegrated implant surface compared to the control group. Enhancement of periprosthetic bone volume was revealed in all treatment groups but only application of 25 µg ibandronate was significantly improved compared to the control group. Conclusion: A minor dose of 1 µg ibandronate is not effective to improve osseointegration. A high dosed bisphosphonate treatment with 5 µg or 25 µg ibandronate is potent to improve osseointegrated implant surface significantly compared to an untreated control in both uncoated and hydroxyapatite-coated titanium implants and to enhance periprosthetic bone volume. By that, improved secondary stability and prolonged survival time of cementless metal implants can be expected.

Schlüsselwörter

Osteointegration - Bisphosphonate - Ibandronat - zementfreie Implantate - Tiermodell

Key words

Osseointegration - bisphosphonate - ibandronate - cementless implants - animal model

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