Histologische Untersuchung zum Einwachsverhalten von Titanhohlzylindern in Schafsfemura

Abstract

Diese tierexperimentelle Untersuchung beschreibt histologisch die Osseointegration von Titanprüfzylindern, mit 3x4 Öffnungen, in Schafsfemura. Pro Schaf wurden 2 Zylinder in das proximale Femur implantiert. Einer war mit autologer Spongiosa gefüllt, der zweite ungefüllt. Alle Tiere wurden nach einem halben Jahr euthanasiert. Zur histologischen Untersuchung wurden von den, in Methylacrylat eingebetteten Femura gefärbte Dünnschliffpräparate auf Höhe der Lochreihen angefertigt. Qualitativ konnte vor allem metaphysär trabekuläre Knochensubstanz dargestellt werden. Weiter distal gelegene Proben zeigten zumeist eine Ausfüllung mit Knochenmark. Die qualitativen Ergebnisse gehen kongruent zu den Daten der lichtmikroskopischen und Computer gestützten Analyse. In allen 3 Auswertungen konnte metaphysär mehr Knochensubstanz an und im Zylinder nachgewiesen werden. Die Computer gestützte Bildanalyse zeigte im Mittel, unabhängig von der Spongiosafüllung, in proximalen Zylindern Knochenanteile von 20,2%, distal von 12,8%. Lichtmikroskopisch konnten maximale Messwerte, von etwa 80 % der inneren Zylinderfläche, im metaphysären Femur dargestellt werden. Distal implantierte Zylinder zeigten im Mittel weniger als 10 % knöcherne Strukturen. Häufig zeigten sich distal keinerlei Umbauvorgänge im umgebenden Knochenmark. Deckungsgleich zu den Ergebnissen der quantitativen Analyse konnte ein signifikanter Unterschied bezüglich der Spongiosafüllung weder für die proximalen noch für die distalen Zylinder dargestellt werden. Die vorliegende tierexperimentelle Untersuchung konnte deutlich machen, dass im Bereich der Metaphyse des Femur ein hohes Potenzial für die ossäre Integration einer Hohlschaftprothese besteht. Ein positiver Effekt, auf die Osseointegration oder biomechanische Stabilität, durch Auffüllung mit autologer Spongiosa konnte dabei nicht festgestellt werden. This histological exploration shows bone integration from titanium test cylin-ders in the femural bone of sheps. Two titanium cylinder, each of them with 3x4 holes, were implanted in sheep-femural-bones. In each bone one cylinder was filled with autogenous spongiosa bone, the second specimen was im-planted unfilled. After a period of 6 month the sheep femoral bones were re-moved for futher examination. For the histological exploration, the bones were fixed, cut in the level of the holes, thinly polished and coloured. In the quality analysis most of the trabecular bone was visible in the metaphy-sis femura bone. The diaphyse was mostly filled with yellow bone marrow. Quantitative examination results were congruent to the facts of light-microscopy examination and the computer based analysis. In all cases trabe-cular bone was mostly found in the metaphysis femural bone. The computer based analysis showed 20.2 % of the trabecular bone in the metaphyse and only 12.8 % in the diaphyse, regardless wether there was a filling with autogenous spongiosa bone or not. A maximum of 80 % trabecular bone could be seen under the microscope in the inner surface of proximal im-plantet cylinder. Less then an average of 10 % bone-material could be proved in the distal femoral bone. In most cases there was no remodeling in the distal bone surface. Congruent to the facts of the computer based analysis there was no significant difference between the femoral bones with or without filling of autogenous spongiosa bone. This animal experiment demonstrated a high potential for bone integration with an implanted tubular prosthesis in the metaphyse part of the femoral bone. A positive effect of autogenous spongiosa bone filling to the quantity and the stability of bone integration was not proven.