Knochenmatrixsynthese und Mineralisation von Knochenzellen auf hydroxyl-apatitbeschichteten Titanoberflächen*

ZZI 01/1995, 9-14

Knochenmatrixsynthese und Mineralisation von Knochenzellen auf hydroxyl-apatitbeschichteten Titanoberflächen*

Größner-Schreiber B

Zusammenfassung:
Die Oberflächengestaltung enossaler Implantate nimmt sowohl im Hinblick auf das Material als auch auf die Mikrostruktur eine zentrale Stellung bei der initialen Integration eines Implantates ein. In einem In-vitro-Modellsystem wurde der Einfluß unterschiedlicher Oberflächenbeschichtungen von Titanscheiben (mit Hydroxylapatit (HA) beschichtetes und unbeschichtetes Titanplasma, sandgestrahltes Titan) auf die Knochenmatrixsynthese und die anschließende Mineralisation von Osteo-blastenkulturen untersucht. Poliertes Titan und Polystyrol-Plastik dienten als Kontrollen mit glatter Oberfläche. Die Kollagensynthese (vorwiegend Kollagen Typ I) in Osteoblastenkulturen auf hydroxyl-apatitbeschichteten Titanscheiben war signifikant kleiner als auf allen anderen untersuchten Oberflächen. Dagegen war die Mineralisation in Knochenzellkulturen am höchsten auf sandgestrahltem Titan und auf Titanplasma, gefolgt von hydroxyl-apatitbeschichtetem Titan und am geringsten auf glattem Titan und Polystyrol-Plastik. Die physikalische Oberflächenstruktur scheint eine bedeutendere Rolle für die initiale Matrixbildung und Mineralisation zu spielen als eine Beschichtung mit HA. Eine Beschichtung mit HA führt in vitro zu einer verminderten Matrixsynthese und Mineralisation gegenüber plasmabeschichteten oder sandgestrahlten Titanoberflächen.

 

Summary:
The purpose of this study was to evaluate the effects of hydroxyapatite-coated and uncoated titanium surfaces (sandblasted, porous-coated) on the biology of bone cells using chick embryonic calvarial osteoblasts cultured in vitro. Smooth polished titanium and polystyrene plastic were used as controls. The cell cultures were analyzed with respect to the biosynthesis of extracellular matrix (type I collagen) and subsequent mineralization. Collagen synthesis of cells cultured on HA-coated disks was significantly lower than of cells on all other surfaces examined. Compared to osteoblasts cultured on controls (polystyrene plastic, smooth polished titanium) mineralization in cells on HA-coated disks was significantly higher but, on the other hand, still lower than in cultures on sandblasted or porouscoated titanium disks. These results suggest that in vitro the physical surface structure (sandblasted, porous) of an implant might be more important for bone matrix synthesis and mineralization than a chemical coating with hydroxyapatite.


(Stand: 01.01.1995)

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