10| Defektregeneration – ein Casebook Durch die Stabilisierung des Knochenersatzmaterials sowie der okklusiven Funktion gegenüber nicht osteogenen Zellen, kann die Anwendung von Membranen das Ergebnis der Knochenregeration maßgeblich verbessern [4, 5]. Kollagenmembranen werden mit einer verbesserten Weichgewebeheilung und anschließender Weichgewebeintegrität in Verbindung gebracht. Diese Effekte werden möglicherweise durch die zusätzliche Stabilisierung des Blutkoagels und die Integration der Membran in das proliferierende Gewebe hervorgerufen [6-9]. Die In-vivo-Stabilität einer Membran wird durch die Mikro- und Makrostrukturen der Membran sowie das Ausmaß und die Art der chemischen Vernetzung bestimmt. Die Stabilität kann grob anhand der hydrothermalen Schrumpfungstemperatur oder der Anfälligkeit von Membranprototypen gegenüber Collagenase prognostiziert werden [10]. Die Eigenschaften der Biomaterialien nehmen Einfluss auf die Wundheilung Hydrophilie und Porosität eines Materials resultieren in einer schnellen Blutdurchdringung und anschließender Koagulation sowie zellulärer Invasion durch Immunzellen und Perizyten (diese bilden nicht nur neue Blutgefäße, sondern wandern auch zu bestehenden Trabekelbälkchen und differenzieren dort zu neuen Osteoblasten). Diese beiden Materialeigenschaften sind wichtige Determinanten für die Benetzbarkeit (Kapillarwirkung und der Zeit, in der die maximale Flüssigkeitsmenge vom Material aufgenommen und gebunden werden kann). Ein Knochenersatzmaterial, das diese Eigenschaften aufweist ist schnell applizierbar, hat günstige Hafteigenschaften und benötigt keine Vorbenetzung. Eine hochporöse Struktur mit interkonnektiven Poren geeigneter Größe ist ausschlaggebend für den optimalen interfazialen Kontakt zwischen dem Knochenersatzmaterial und dem umgebenden Gewebe sowie für die Angiogenese und das Einwachsen von neu gebildetem Knochen. Physikalisch-chemische Eigenschaften der Biomaterialien Der Kalzium- und Phosphatgehalt eines Knochenersatzmaterials sind entscheidend für eine erfolgreiche Osteogenese [12]. Beide Mineralstoffe sind nachweislich an der Osteoblastenproliferation beteiligt, während Kalzium auch eine Rolle bei der Osteoblastendifferenzierung spielt [13-15]. Synthetische Kalziumphosphate, wie Hydroxylapatit (HA), haben sich in vivo als biokompatibel erwiesen. In der Vergangenheit wurde die Anwendbarkeit von synthetischem karbonatsubstituiertem HA unter der Annahme untersucht, dass Materialien, die der natürlich vorkommenden Mineralphase des Knochens sehr ähnlich sind, am besten geeignet wären. Allerdings haben nur wenige Studien die histologische Reaktion quantifiziert, indem sie die Gewebebiokompatibilität von karbonisierten und nicht-karbonisierten Apatittransplantaten invivo bewertet haben. In einer solchen Studie wurden gesinterte Hydroxylapatit- und synthetische karbonathaltige Apatitscheiben (CHA) mit einem ansteigenden Karbonatgehalt von 3 % bzw. 6 % bestimmt und die Fläche des neu gebildeten Knochens gemessen [12]. Im Vergleich dazu enthält biologischisches Knochenmineral einen Karbonatanteil von 4-8 %. Zur Untermauerung früherer Studien zeigten die Ergebnisse, dass Kalziumphosphatkeramiken biokompatibel sind und sich der Knochen direkt an der Oberfläche ohne bindegewebige Einsprossung anlagert. Darüber hinaus wurden keine Anzeichen einer Entzündung festgestellt. Die quantitative Analyse ergab, dass die Knochenneubildung mit steigendem Karbonatgehalt zunahm. Diese Reaktion könnte mit der erhöhten Freisetzung von Kalzium- und Phosphationen zusammenhängen. Insgesamt war das synthetische, hochtemperaturgesinterte Apatit chemisch reaktiver, was mit einer höheren Oberflächenreaktivität in-vivo verbunden sein könnte. Das Molverhältnis zwischen Kalzium und Phosphat des synthetischen Materials wurde mit 1.667 als optimal bezeichnet - eine Karbonatmenge, die der des biologischen HA sehr nahekommt [16]. Nach dem Sintern wiesen die Scheiben eine makroporöse Struktur auf, die die Osteokonduktivität nach der Implantation ermöglicht. Histologische Schliffbilder von vertikalen Schnitten der Extraktionsalveole, behandelt mit einer Kollagenmembran und porcinem Knochenersatzmaterial Re-entry vier Monate nach Socketpreservation. (Fast Green, 1,25X). [11] Histologische Schliffbilder von vertikalen Schnitten der Extraktionsalveole, behandelt mit einer Kollagenmembran und bovinem Knochenersatzmaterial. Re-entry vier Monate nach Socketpreservation. (Fast Green, 1,25X). [11]
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