Porosität
3. Porosität – statisch versus dynamisch
Die minimalen Anforderungen an die Porosität, die Porendimensionen und die Interkonnektivität eines Knochenersatzmaterials sind unter anderem abhängig von den Resorptionseigenschaften des Materials.
Die Porosität, Porendimension sowie die Interkonnektivität eines nicht resorbierbaren Materials sind statisch und ändern sich während der Knochenbildung und Integration nicht oder nur minimal (Abb. 1a). Nicht resorbierbare Materialien sollten deshalb eine offene, interkonnektive Porosität aufweisen. Die Porendimensionen müssen der Gestalt und Größe sein, dass Osteoblasten in das Material einwandern können (siehe für einen Überblick AIKEN & BENDKOWSKI, 2011).
Bei resorbierbaren Materialien sind Porosität, Porendimensionen und die Interkonnektivität dynamische Größen, die sich mit fortschreitendem Resorptionsprozess verändern (AIKEN & BENDKOWSKI, 2011) (Abb. 1b). Folglich nehmen Porosität, Porendimensionen und die Interkonnektivität der Poren während des Resorptionsprozesses zu. Die Gestalt und Verteilung dieser Größen sollten sich bei resorbierbaren Materialien am zeitlichen Verlauf des Resorptionsprofils orientieren.
Das bi-phasische Knochenersatzmaterial BEGO OSS S ist hochporös. Der makro- und mikroporöse Charakter von BEGO OSS S spiegelt die Nutzbarmachung der Materialeigenschaften aus den HA- und ß-TCP-Phasen wider.
Mit den strukturgebenden, hochporösen Stegen von BEGO OSS S wird die Architektur der Spongiosa nachempfunden und der dynamische Wandel der Porosität im Verlauf des Resorptionsprozesses unterstützt. Auch die raue, mikro- und nanostrukturierte Oberfläche von BEGO OSS S unterscheidet das Material von anderen kommerziell erhältlichen bi-phasischen CaPO. Oberflächenrauigkeiten, die im Größenbereich von Thrombozyten und damit im Bereich weniger Mikrometer liegen, wurden sowohl für Implantatoberflächen als auch für HA-basierte Implantate als maßgeblicher, beeinflussender Faktor für die Anlagerung von Serumproteinen und damit der Anheftung und Proliferation regenerativer Zellen beschrieben (DELIGIANNI et al., 2005).
Nicht-resorbierbares Knochenersatzmaterial
Resorbierbares Knochenersatzmaterial
| Nicht-resorbierbares Knochenersatzmaterial | Merkmale, Auswirkungen und Anforderungen an Knochenersatzmaterialien | Resorbierbares Knochenersatzmaterial |
|---|---|---|
| Statisch | Porosität | Dynamisch |
| Porendimensionen und Interkonnektivität ändern sich nicht während der Knochenheilung und des Remodellings. | Porensystem | Porendimensionen und Interkonnektivität nehmen mit fortschreitendem Resorptionsprozess zu. |
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Ein offenes, interkonnektives Porensystem mit Porendimensionen, die das Einwandern von Osteoblasten erlauben, sind für eine stabile Integration in den neugebildeten Knochen von Bedeutung. Die Gestaltung des Materials und des Porensystems sollten Raum für das Remodelling des Knochens ermöglichen, auch wenn das Material selbst inert ist. | Materialeigenschaft |
Die Gestaltung des Porensystems sollte sich an der Resorptionskinetik des Materials orientieren. Für schnell resorbierende Materialien sind Porendimension und deren Vernetzung untereinander von untergeordneter Bedeutung. Das Material muss den Anforderungen genügen, mit der Knochenneubildung das nötige Volumen zu erreichen Je langsamer der Resorptionsprozess verläuft, desto größere Bedeutung haben die Porendimensionen und deren Interkonnektivität für die Wirkung des Knochenersatzmaterials. |