Degradation, Bone Regeneration and Tissue Response of an Innovative Volume Stable Magnesium-Supported GBR/GTR Barrier Membrane

Abstract

In der regenerativen bzw. Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie und Zahnmedizin werden häufig Barrieremembranen eingesetzt, um ein vorzeitiges Einwachsen von Weichgewebe in knöcherne Defekte zu verhindern und Knochenregeneration ungehindert stattfinden zu lassen. Bei Verwendung einer klassischen resorbierbaren Kollagenmembran kann es allerdings zu einem Membrankollaps in den Defekt kommen, wodurch die Knochenneubildung beeinträchtigt wird. Die Entwicklung volumenstabiler nicht-resorbierbarer titanverstärkter Membranen konnte dieses Problem beheben, erfordert jedoch eine operative Entfernung nach erfolgter Regeneration. Diese Studie hatte zum Ziel, eine innovative volumenstabile bioresorbierbare HF-behandelte Magnesiumstützstruktur zu untersuchen, die in eine native resorbierbare Kollagenmembran eingebettet ist und damit die Vorteile von resorbierbaren und nicht-resorbierbaren Membranen in sich vereint. Hierzu wurden in 18 New Zealand White Rabbits jeweils vier 8 mm durchmessende Kalottendefekte erzeugt und jeweils mit einer HF-behandelten Magnesium- /Kollagenmembran, einer unbehandelten Magnesium-/Kollagenmembran, einer Kollagenmembran allein und einer Leerkontrolle bedeckt und nach 6, 12 und 18 Wochen per DVT, kontaktradiographisch sowie histologisch ausgewertet. Darüber hinaus wurden Zytokompatibilitätsassays durchgeführt. Die HF-Behandlung konnte die Gasbildung durch Magnesiumdegradation signifikant verringern und nach 18 Wochen waren keine Gaseinschlüsse mehr nachweisbar. Histopathologisch wurden HF-behandelte Membranen durch mononukleäre Phagozytose bis zu 12 Wochen abgebaut, während die unbehandelten Mg-verstärkten Membranen eine fibroseartige Gewebereaktion auslösten. In vitro zeigte das HF-behandelte Magnesium eine erhöhte Zytokompatibilität. Es konnten keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Knochenregeneration in allen Gruppen und für alle Messmethoden gezeigt werden, wobei die mittlere gemessene Knochenregeneration gemäß der Reihenfolge DVT > Kontaktradiographie > Histologie abnahm. HF-behandelte Magnesiummembranen in Kombination mit einer Kollagenmembran stellen daher eine vergleichbare volumenstabile Alternative zu resorbierbaren und nicht- resorbierbaren Membranvarianten dar. Weitere Oberflächenbehandlungen und Magnesiumlegierungen, sowie der Einsatz der Membran in Kombination mit Knochenersatzmaterialien sollten untersucht werden.