Einleitung - Implantate FERTIG

Zahn-, Kieferimplantate

Künstliche Gelenke

Künstliche Sehnen, Bänder

Knochenfixationen

Gliedmaßenprothesen

Herz-, Aortenklappen, Stents

Herzschrittmacher, Tiefe Hirnstimulation

• Ein Implantat ist ein im Körper eingepflanztes künstliches Material, das permanent oder zumindest für einen längeren Zeitraum dort verbleiben soll

• Zur Unterstützung oder Ersatz von Zell- oder Gewebefunktionen im Körper

  • Übergang von reiner Medizintechnik (mechanische Unterstützung bzw Ersatz) zu Tissue Engineering (funktioneller Ersatz bzw Regeneration)

• Werkstoffauswahl: abhängig von der Art und Funktion

  • Knochen: hohe mechanische Anforderungen

  • Blutgefäße: minimale Thrombogenizität

• 3 Faktoren für Erfolg relevant

  • Biokompatibilität

  • Gesundheitszustand des Patienten (Allergien, Osteoporose, etc)

  • Verlauf der Operation und der folgenden Therapie

1. Toxisch - bioinkompatibel

2. Bioinert - biokompatilbel

3. Bioaktiv - biokompatibel

• Umliegende Zellen sterben durch das Material ab

  • Gewebe wird nekrotisch

• Chemische Substanzen werden aus Material herausgelöst, verursachen systemischen Schaden

• Allergische Reaktionen

• keine Absonderung toxischer Substanzen

• Bindegewebe bildet sich an der Grenzfläche

  • keine direkte Verbindung Gewebe – Implantat

  • Bindegewebskapsel umschließt letztendlich gesamtes Implantat

    • Verbindung verliert an Festigkeit

    • Kann bei lasttragenden Implantaten zu Versagen des Implantates führen

    • Ultimativ: Bindegewebsartige Ein-(Ab)kapselung (Fremdkörpergranulom) -> bis zur Abstoßung führen

• Poröse bioinerte Werkstoffe

  • Einwachsen des Gewebes; lockeres vaskularisiertes Gewebe führt zu Verbindung Implantat - Gewebe

  • Höhere mechanische Verankerung, höhere Festigkeit

  • Porengröße: ~100-150 μm; notwendig zur Vaskularisierung

• Chemische Bindung zwischen Implantat und Gewebe entsteht

• z.B.: Knochenimplantate: Bildung einer Hydroxy-Carbonat Apatitschicht (HCA) auf der Implantatoberfläche

  • Beginn der Knochenbildung direkt an der Implantatoberfläche

  • direkte Verbindung des Implantates zu neugebildeten Knochen

1. Erstreaktion an der Materialoberfläche

Sie finden an der Grenzfläche zum Gewebe statt. Es handelt sich dabei um physikalisch/chemische Vorgänge, die innerhalb weniger Sekunden und Minuten nach dem Kontakt des Material mit dem Gewebe auftreten.

2. lokale Gewebereaktion

Abwehrreaktionen, die durch die Anwesenheit des Fremdkörpers im lebenden Gewebe auftreten. Sie können theoretisch zu jedem Zeitpunkt auftreten (von Minuten nach

Implantation bis mehrere Jahre).

3. Korrosion oder Abbau des Implantatmaterials

Veränderungen, die aufgrund der chemischen Zusammensetzung des biologischen Milieus (wässriges Milieu, hoher Anteil an gelösten Salzen und Proteinen) am Material

auftreten.

a) Akute Entzündungsreaktion

b) Allergische Reaktion

c) Systemischer Effekt

d) Bildung einer Bindegewebskapsel

a) Akute Entzündungsreaktionen

• Reaktion des Organismus auf schädigende Reize

  • Ziel des Körpers: Beseitigung der schädigenden Reize und Regeneration des Gewebes

• Rötung, Erwärmung, Schwellung, Schmerz

• Einwanderung von neutrophilen Granulozyten und Makrophagen; T-Zellen

• Auslöser: mechanische oder chemische Reize; bakterielle Erreger

• verzögerte Überempfindlichkeit:

  wird durch sensibilisierte Zellen (Th2-T-Zellen) hervorgerufen;

  Einwanderung von Makrophagen und damit Entzündungsreaktion;

  24-72h nach Kontakt

• zB: Nickelallergie

Folgereaktionen der Effekte an der Materialgrenzfläche, die im

ganzen Körper oder an spezifischen, aber vom Materialort

entfernten Stellen zu sehen sind.