Wirkungen einer Goldbeschichtung auf experimentelle Implantat-Fixation

In der Einleitung weisen die Autoren auf Endoprothesen als „verbreitete End-Behandlung bei degenerativen Gelenkkrankheiten“ hin sowie auf den Trend, „dass immer mehr jüngere Patienten diese erhalten“. Bis zu 20 % aller Hüft-Ersatz-OPs seien Revisionen, und „Revisionsimplantate haben eine noch kürzere Lebensdauer und ein schlechteres funktionelles Ergebnis“. Die Studie der Autoren zielt daher auf eine erhöhte frühe Fixation und Langlebigkeit des Implantats und untersucht dazu die Goldbeschichtung von Endoprothesen.

Im Abstract betonen sie, dass das „Einsetzen orthopädischer Implantate ein traumatischer Vorgang ist, der eine entzündliche Reaktion auslöst. Es wurde gezeigt, dass Makrophagen aus metallischem Gold Goldionen freisetzen. Goldionen sind dafür bekannt, antientzündlich zu wirken, indem sie die zelluläre NF-B-DNS-Bindung hemmen und die I-B-Kinase-Aktivierung unterdrücken. Die gegenwärtige Studie untersucht, ob das Vergolden von Implantatoberflächen durch die modulierende Wirkung [des Goldes] auf die örtliche entzündliche Reaktion die frühe Implantat-Osseointegration und Implantat-Fixation unterstützt.”

Zylindrische poröse Ti6Al4V-Implantate wurden mit Gold beschichtet und „bei neun Hunden mit Presspassung in den proximalen [rumpfwärts gelegenen] Teil der Tibia [Schienbein] eingesetzt und Kontrollimplantate ohne Gold kontralateral [auf der gegenüberliegenden Seite]. Die Beobachtungszeit betrug 4 Wochen. Biomechanische Push-out-Tests zeigten, dass die Implantate mit Goldbeschichtung” eine Abnahme der Scherfestigkeit um etwa 40 % und der Schersteifigkeit um etwa 50 % aufwiesen. „Die histomorphometrische Analyse zeigte, dass goldbeschichtete Implantate eine Abnahme des gesamten totalen Knochen-Implantat-Kontaktes von 35 % hatten.”

„Die Ionenfreisetzung wird durch ,autometallographic [AMG] silver enhancement‘ nachgewiesen.“ „AMG offenbart eine Freisetzung und Aufnahme von Goldionen in einer kleinen Anzahl verstreuter Zellen” nahe der vergoldeten Implantatoberfläche, bei denen es sich „sehr wahrscheinlich um Makrophagen handelt. AMG zeigt, dass einige Goldionen in den Raum um das Implantat freigesetzt wurden, wo sie sehr wahrscheinlich von Makrophagen aufgenommen wurden“. Die Goldbeschichtung kann auch „das Wachstum der Osteoblasten reduziert haben, die für den Knochenumbau verantwortlich sind, und so zu einem verringerten totalen Knochen-Implantat-Kontakt geführt haben“.

Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass das Vergolden von Implantaten die mechanische Festigkeit und Osseointegration negativ beeinflusst, aufgrund einer deutlichen Wirkung der freigesetzten Goldionen auf den lokalen entzündlichen Vorgang um das Implantat. Die Möglichkeit, dass eine teilweise metallische Goldbeschichtung die Dauer einer zufriedenstellenden mechanischen Festigkeit verlängern könnte, kann jedoch nicht ausgeschlossen werden.” Die Autoren legen daher nahe, dass eine „Studie zur dosisabhängigen Reaktion erforderlich ist, um die genaue Menge von Gold zu ermitteln, die auf die Implantatoberfläche gesprenkelt wird und keinen Einfluss auf die Fixation hat, aber dem Implantat die Eigenschaft einer permanenten Unterdrückung von Entzündungen verleiht”.
 

Kasra Zainali, Gorm Danscher, Thomas Jakobsen, Stig S. Jakobsen, Jørgen Baas, Per Møller, Joan E. Bechtold, Kjeld Soballe: Effects of gold coating on experimental implant fixation. J Biomed Mater Res A (2009) 88(1):274–280, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jbm.a.31924.