Festigkeitsuntersuchungen an Pins aus boviner Kompakta und biodegradablen Polymeren nach intramedullärer und intramuskulärer Implantation am Kaninchen

In der hier beschriebenen tierexperimentellen Studie am Kaninchen wurden erstmals biolo¬gisch abbaubare Polymere und Implantate aus boviner Tibia-Kompakta hinsichtlich ihrer biomechanischen Eigenschaften direkt verglichen. Als biologisch abbaubare Polymere ka¬men selbstverstärkte Pins aus Poly-L-Laktid (Bionx-Pins®) und Pins aus einem Poly-L-/Poly-D-Laktid Gemisch (Polypin 2.0®) mit einem Poly-D-Laktidanteil von 30% zum Einsatz. Als Pins aus boviner Tibia-Kompakta (Complete Biological) wurden be¬strahlte CB-Pins (Strahlendosis: 17,8 Mrad) und ethylenoxidbehandelte CB-Pins aus bovi¬ner Tibia-Kompakta verwendet. Die Behandlungszeit mit 100% Ethylenoxid betrug sechs Stunden, die Auslüftungszeit betrug mehrere Monate. Nach Implantation der Pins für ma¬ximal zweiunddreißig Wochen im Weichteillager und im knöchernen Lager am Kaninchen wurde eine biomechanische Untersuchung im Drei-Punkt-Biegeversuch und im Scherver¬such in Anlehnung an DIN 53457 durchgeführt. Zwar zeichneten sich die Bionx-Pins® durch eine hervorragende Stabilität aus, der fehlende Festigkeitsverlust bis zum Zeitpunkt von sechzehn Wochen nach der Implantation könnte jedoch beim klinischen Einsatz eine Kraftübertragung auf den heilenden Knochen in die¬sem Zeitraum verhindern. Eine fehlende Durchmesserzunahme der Bionx-Pins® durch Quellung kurz nach der Implantation und das fehlende Einwachsverhalten verhindern eine Verankerung der Implantate in ihrem Lager. Durch das hohe Maß an plastischer Verform¬barkeit kann der Bionx-Pin® nur bedingt die auf ihn wirkenden Kräfte ohne irreversible Verformung absorbieren. Die ethylenoxidbehandelten CB-Pins zeichneten sich durch eine hervorragende Abbaudy¬namik aus. Man kann davon ausgehen, dass diese Implantate zu einer schrittweisen Kraft¬übertragung auf den heilenden Knochen führen würden. Auch die Ausgangsstabilität dieser Pins war sehr hoch. Es kam allerdings in den ersten 24 Stunden nach der Implantation zu großen, nicht erklärbaren Stabilitätsverlusten. Diese Stabilitätseinbußen sind hinsichtlich der Eignung dieser Pins zur Frakturstabilisierung als nachteilig zu bewerten. Die Quellung der ethylenoxidbehandelten CB-Pins in den ersten zwei Wochen nach der Implantation und die anschließend einsetzenden Resorptionsprozesse könnten zur besseren Verankerung der Implantate beim Einsatz im Rahmen von Osteosynthesen beitragen. Die bestrahlten CB-Pins und die Polypins® schnitten aus biomechanischer Sicht nicht so gut ab, wie die ethylenoxidbehandelten CB-Pins und die Bionx-Pins®. Die bestrahlten CB-Pins waren äußerst spröde. Dies änderte sich auch nach der Implanta¬tion im Rahmen des physiologischerweise ablaufenden Rehydratationsprozesses („Flüssig¬keitseinlagerung“) nicht. Wahrscheinlich zerstört der Bestrahlungsprozeß die Binnenstruk¬tur eines CB-Pins derart, dass auch eine Rehydratation keinerlei Einfluß mehr auf die Mate¬rialeigenschaften hat. Ebenso wie bei den ethylenoxidbehandelten CB-Pins konnte auch bei den bestrahlten CB-Pins innerhalb der ersten 24 Stunden nach der Implantation ein sich nachteilig auswirkender großer Festigkeitsverlust nachgewiesen werden, der nicht durch den in dieser Zeit ablaufenden Rehydratationsprozeß erklärbar war. Bestrahlte CB-Pins er¬reichten zumeist nicht die Stabilität der ethylenoxidbehandelten CB-Pins. Der Polypin® hatte von allen verwendeten Implantatarten die geringste biomechanische Wertigkeit. Geringe Festigkeitswerte im gesamten Versuchszeitraum, eine starke Neigung zu irreversibler Verformung und eine den Bionx-Pins® vergleichbar ungünstige Abbaudy¬namik führten zum schlechten Abschneiden dieser Implantate