Titanimplantate: Knochenklebstoff aus dem Meer

20. April 2016
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Bei Titanimplantaten besteht häufig die Gefahr, dass der Körper sie abstößt. Abhilfe könnte bald eine neue Beschichtung der Implantate schaffen, die das Anwachsen von Knochenzellen erleichtern soll. Inspiration lieferte der Klebstoff, der die Miesmuschel an Oberflächen haften lässt.

Titan gilt seit zwei Jahrzehnten als das beste Material für künstliche Hüften, Zahnimplantate, Schienbeine und Unterarmknochen weil es besonders korrosionsbeständig und verträglich ist, wird es für mehr als 95 Prozent aller Knochenimplantate eingesetzt. Das Problem bei dem metallenen Knochenersatz ist jedoch häufig, dass er nur schwer in die zu füllende Lücke im Körper einwächst und stattdessen abgestoßen wird. Denn die Zellen des Knochens, an den das Implantat anknüpfen soll, heften sich nur schwer an dessen Metalloberfläche.

Hilfreicher Klebstoff der Muschel

Biochemiker haben nun eine Entdeckung gemacht, die dieses Problem bald Geschichte lassen sein könnte: Sie haben aus Peptiden eine neuartige Beschichtung entwickelt, die das Anwachsen von Knochenzellen an Titanoberflächen und damit an Implantate wesentlich verbessern könnte. Die Inspiration dazu kam ihnen dabei aus der Natur. „Wie macht das eigentlich die Miesmuschel, wenn sie im Hafen an den Rumpf unzähliger Schiffe andockt“, fragte sich vor fast vier Jahren, die Arbeitsgruppe für Bioorganische Chemie an der Universität Leipzig. Was in der Schifffahrt als hochgradig lästig empfunden wird und ganze Schiffsrümpfe zerstört, brachte die Biochemiker dazu, den Klebstoff zu untersuchen, der die Muschel haften lässt. „Aus dem Protein, das die Muschel bildet um sich anzuheften, haben wir dann den Teil identifizieren können, der für die Klebeeigenschaften verantwortlich ist. Diese Peptide haben wir nachgebaut und nach unseren Bedürfnissen verändert“, erklärt Annette Beck-Sickinger, Leiterin der Studie.

Sie und ihr Team haben daraus eine Bindungsstruktur entwickelt, die auf die Oberfläche des Titanimplantats aufgebracht wird, so wie sich die Muschel an dem Schiffsrumpf festhält. „Durch Hinzufügen zweier ‚Zellklebstoffe‘, die von Proteinen des menschlichen Körpers abgeleitet wurden, können sich die Knochenzellen damit an die künstlichen Körperteile heften“, erläutert Erstautorin Mareen Pagel. „Aktuell testen wir diese Methode im Tiermodell. Sind diese Studien erfolgreich, so könnte sie in einigen Jahren auch in der Praxis eingesetzt werden“, so Beck-Sickinger. Mühevolle Heilungsprozesse, in denen gefährliche Entzündungen entstehen können, würden dann deutlich verbessert und beschleunigt.

Originalpublikation:

Multifunctional Coating Improves Cell Adhesion on Titanium by using Cooperatively Acting Peptides
Mareen Pagel et al.; Angewandte Chemie, doi: 10.1002/ange.201511781; 2016

19 Wertungen (3.47 ø)

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14 Kommentare:

@10,11 Schade, dass Sie hier keine Diskussion führen wollen. Ich hätte zu gerne Hinweise auf “ehrliche, nicht von Implantatherstellern gesponsorte Studien” erhalten. Diese Verweigerung tut der Sache keinen Dienst.

#14 |
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Ärztin

Abseits der zahnmedizinischen Aspekte sehe ich gewisse Probleme beim Implantatwechsel z.B. Hüfte-TEP Wechsel mit solch einem potenten Gewebekleber.

#13 |
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@10, 11 Liee Kollegen, sehr erfreulich, dass hier eine Diskussion in Gang kommt. Was sagen Sie zu folgender Aussage?
„Der frühzeitige Implantatverlust gilt als der häufigste Misserfolg der Implantattherapie. Weiterführende, die reale Situation abbildende, statistische Erfassungen über diesen Sachverhalt existieren nicht.“
(Wolfgang Kirchhoff: Regelmäßiger Knochenabbau im Rahmen der dentalen Implantation, in: HANDBUCH IMPLANTOLOGIE 2010, S. 44-48)
http://www.zwp-online.info/de/publikationen/jahrbuch-implantologie?ausgabe=gim%2Fiehb
%2F2011%2Fiehb11#story-page-40
Ich wäre auch dankbar für Literaturhinweise.
MfG Guggenbichler

#12 |
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Ruven Kleine
Ruven Kleine

Vielen Dank, Herr Bayer, für den unterstützenden und völlig korrekten Beitrag!

#11 |
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Lieber Kollege Guggenbichler,
die häufigste Ursache für Periimplantitis ist fast die selbe wie für Parodontitis, nämlich eine bakterielle Besiedlung mit mittelfristiger Entwicklung einer pathogenen Flora, die eine opportunistische Infektion auslöst. Diese führt an Implantaten vor allem deshalb zur schnelleren Gewebedestruktion, weil das Gewebe am IOnterface (Knochen und auch Bindegewebe) einen narbigen Charakter mit wenigen, direkt am Implantat sogar überhaupt keinen Blutgefäßen hat. Im Gegensatz dazu ist der Parodontalspalt eines Zahnes von einem Gefäßnetz durchzogen und dadurch zu effizientere Abwehr der Keime in der Lage.
Entzündungesreaktionan auf Abriebpartikel mag es geben, aber sie als Hauptursache anzusehen ist doch, um es mal im Juristenjargon auszudrücken, eine krasse Mindermeinung.
Und zu den Erfolgsstatistiken:
Bereits vor 30 Jahren hatten wir sehr unterschiedliche Statistiken, manche haben tatsächlich die Frühverluste einfach nicht mitgezählt. aber es gab und gibt auch genügend ehrliche, nicht von Implantatherstellern gesponsorte Studien (meine eigene Dissertation 1994 eingeschlossen), die jedes eingepflanzte Implantat eines Beobachtungszeitraumes nachverfolgten und nicht nur jedes eingeheilte. Und da Sie Antibiotika erwähnen: Ich habe für Implantate im ortsständigen Knochen bei gesunden Patienten, egal ob offen oder geschlossen einheilend, noch nie prophylaktisch Antibiotika gegeben. Trotzdem komme ich in den genannten Erfolgsquotenbereich, und ich bin sicher kein Wunderdoktor.

#10 |
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Dr. med. Rudolf Wallenstätter
Dr. med. Rudolf Wallenstätter

Die Periimplantitis im Dentalbereich ist ganz klar eine Folge bakterieller Besiedelung der Oberfläche zunächst im Halsbereich und fortschreitend in der Tiefe. Begünstigt im Wesenlichen durch mangelde Hygiene sowie Tabakabusus und endogene Faktoren wie z.B. unzureichend eingestellter Diabetes.
Daneben können lokale Faktoren wie schlechte Zugänglichkeit für die Hygiene oder Zementreste beteiligt sein.
Zahnimplantate sind dabei “offene” Implantate, auf die der Patient ununterbrochen “draufspuckt”.
Für Orthopäden natürlich ein Alptraum.

#9 |
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“Mit der stetig wachsenden Zahl inserierter Titanimplantate steigt auch die Anzahl der Patienten, die eine Gewebeentzündung um das Implantat (Periimplantitis) entwickeln oder einen frühzeitigen Implantatverlust erleiden. Die häufigste Ursache für Implantatverluste sind unerwünschte Entzündungsreaktionen auf Implantat-Abriebpartikel, die zur fehlenden knöchernen Integration (Osteolyse) führen.”
http://www.deguz.de/deguz/aktuelle-studien.html
Jacobi-Gresser E, Huesker K, Schütt S. Genetic and immunological markers predict titanium implant failure: a retrospective study. Int J Oral Maxillofac Surg. 2013 ;42:537-43.

#8 |
  9
Ruven Kleine
Ruven Kleine

Ihre Definition von “Erfolg” ist nicht zutreffend. Für die Erfolgsraten werden in Studien völlig unterschiedliche Definitionen gewählt. Es ist NICHT korrekt, dass immer nur eingeheilte Implantate in die Statistiken aufgenommen werden!

Außerdem richtet sich die Gabe eines Antibiotikum weniger nach der Tatsache, ob implantiert wird, als vielmehr danach, ob es sich um einen Risikopatienten handelt und/oder Knochen augmentiert wird.

#7 |
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Wenn von 95%-igen Erfolgen bei Titanimplantaten in der Zahmedizin die Rede ist, sollte fairerweise erwähnt werden, dass die Erfolgsstatistik erst anfängt zu zählen, nachdem (!) das Implantat eingeheilt ist. Wenn es keine Antibiotika gäbe, sähe die Erfolgsstatistik ganz anders aus.

#6 |
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Vielleicht hätte der werte Autor sich präziser ausdrücken können. Denn es geht ja gerade nicht um das, was gemeinhin als Abstoßungsreaktion (also mit Entzündung verbundene Abwehrreaktion) verstanden wird, sondern um die “feundliche Aufnahme” in den Gewebeverbund.

#5 |
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Ruven Kleine
Ruven Kleine

Ich habe nicht bezweifeln wollen, dass es in der Medizin entsprechende Probleme gibt! Mich stört nur sehr, dass die Zahnmedizin dort hineingezogen und fälschlicherweise erwähnt wird.
…Wir Zahnmediziner müssen letztlich alle Patienten, die durch solche (in zahnmedizinischer Hinsicht) falschen Informationen irritiert werden, wieder umfangreich aufklären und vom Gegenteil überzeugen. Die Menschen werden durch solche Berichte völlig unnötigerweise verunsichert!

#4 |
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Dr. med. dent. Gerd Kruse
Dr. med. dent. Gerd Kruse

Leider habe ich selbst die Erfahrung machen müssen, daß nach einer Halux rigidus OP eine Titanplatte probleme gemacht hat, obwohl ich ein Titan-Zahnimplantat ohne Probleme seit 10 Jahren im Kiefer habe. Beim genaueren Nachhaken habe ich jedoch erfahren, daß chirurgische Titanplatten eben nicht nur aus Titan, sondern aus einer Legierung bestehen mit Vanadium etc. Offensichtlich wird in der Medizin im Gegensatz zur Zahnmedizin oft nicht so genau auf die Materialzusammen-setzung geachtet. Weiteres Beispiel ist der sogenannte Knochenzement – sprich PMMA. Auch hier wird auf Überempfindlichkeiten oft nicht so geachtet. Da haben Mediziner im Bereich Werkstofffkunde offensichtlich einen hohen Nachholbedarf, bei dem Nachfragen in der zahnmedizinischen Werkstoffkunde helfen kann, viele Fehler gar nicht erst zu machen:

#3 |
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Gast
Gast

@ Zahnarzt und Implantologe:

Bitte den Artikel richtig lesen! ;)
Es geht hierbei vornehmlich um Knochenimplantate.(Ich weiss die Maxilla und Mandibula sind auch Knochen) Sprich Knie, Hüftgelenk ect.

Dennoch erfreue ich mich für sie, dass sie sich an ihren Implantationserfolgen erfreuen können.

Leider haben die Patienten, die häufig unter den Abstossungen leiden wenig davon. Sie haben unsägliche Schmerzen, es muss nachoperiert und starke Schmerzmittel eingenommen werden. Der Alltag für diese Patienten ist schwer zu meistern.

Aber der nächste der mir über den Weg läuft, dessen Implantat sich nicht in dem Körper der Person wohl fühlt, schicke ich zu Ihnen. Denn sie als Zahnarzt und Implantologe können sicher dem Knie sagen, dass es sich gefälligst wie ein Zahn zu verhalten hat. – Humor!-

Ich finde es übrigens immer wieder erschütternd wie schnell sich Ärzte angegriffen fühlen und zur Wahrheit führende Disskussionen meiden, um wohl ihr eigenes Profil zu schärfen, was am End doch recht jämmlich wirkt und der langen und grossartigen Ausbildung die sie hinter sich haben kaum gerecht wird.

In diesem Sinne, mit Ehre und Respekt,
wünsche ich einen sonnigen Tag!

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Ein Zahnarzt und Implantologe
Ein Zahnarzt und Implantologe

Zitat:
“Bei Titanimplantaten besteht häufig die Gefahr, dass der Körper sie abstößt.”

…Was ist das bitte für ein unsinniger Satz? KEINESFALLS besteht HÄUFIG die Gefahr, dass Zahnimplantate aus Titan abgestoßen werden. Die Erfolgsraten liegen bei über 95%, wobei die Misserfolge auch kaum etwas mit einer Abstoßung zu tun haben.
Es ist sehr erschütterlich, dass so etwas in einem medizinischen Portal zu lesen ist!!!

#1 |
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