Entwicklung und mechanische Charakterisierung von Fasergerüsten und Fixierungen für den Kreuzbandersatz

Abstract

Dass nach wie vor ein Handlungsbedarf im Zusammenhang mit der Behandlung der vorderen Kreuzbandplastik besteht, beweisen Veröffentlichungen, nach denen 15-25% der Patienten nicht zufrieden stellende Resultate bei Kreuzbandoperationen haben. Aufgrund dieser Tatsache liegt es nahe, sich Gedanken über alternative Bandersatzmaterialien zu machen. Da wir die Zukunft der Kreuzbandchirurgie im Bereich des Tissue Engineering sehen, beruht unser Ansatz darauf, dass sich ein zellbesiedeltes Seidenscaffold nach der Implantation sukzessive resorbiert, während das Gewebe, das sich neu bildet, kontinuierlich an Belastung aufnehmen und nach Abschluss der Umbauvorgänge das neue Kreuzband bilden wird. Um auf dem Gebiet des Tissue Engineering Fortschritte zu machen, werden moderne Bioreaktoren benötigt, um die physiologischen Bedingungen, denen ein Kreuzband in vivo ausgesetzt ist, in vitro nachzuahmen zu können.<br />Deshalb wurde ein Bioreaktor entwickelt, mit dessen Hilfe zellbesiedelte Seidenscaffolds in vitro untersucht werden können. Eine systematische Untersuchung von Gewebewachstum wird durch den Einsatz eines Bioreaktors erst ermöglicht. Als Trägerstruktur für die Zellen entwickelten wir ein Seidenscaffold, das aufgrund des hierarchischen Aufbaus die auftretenden Belastungen optimal aufnehmen kann. Die Ergebnisse von den ersten Untersuchungen an behandelten Seidenscaffolds sind äußerst vielversprechend, da die mechanischen Eigenschaften der Scaffolds mit denen eines humanen Kreuzbandes durchaus verglichen werden können. Um das zellbesiedelte Seidenscaffold in den Bohrlöchern von Femur und Tibia sicher fixieren zu können, wurden mehrere Verankerungssysteme entwickelt und auf dessen Eignung hin evaluiert. Da mit den heutigen Operationstechniken mit Ende der Operation die Fixation eine Belastung von mehreren 100N aufnehmen können sollte und wir mit Spitzenwerten von >1000N weit darüber liegen, können wir von einer sicheren und stabilen Fixierung der Seidenscaffolds in den Bohrlochkanälen ausgehen.<br />