Bewertung der Osseointegration von Knochenersatzmaterialien im "Jenaer Schädelmodell" anhand histologischer Präparate und 3D-μCT-Daten

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein tierexperimenteller Langzeitversuch ausgewertet, mit dem die Biokompatibilität eines neuartigen, auf einem 3D- Druckverfahren basierenden Composits aus Tricalciumphosphat und einem Methacrylat- Copolymer im Vergleich zu zwei etablierten Implantatmaterialien untersucht. Zur Evaluierung der Ergebnisse dieses tierexperimentellen Langzeitversuchs lagen 2D- Bilddaten aus der Hartgewebehistologie und 3D-Bilddaten aus der μCT vor. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden der BIC sowie weitere quantitative Parameter des Knochens in der Umgebung des Implantats analysiert. Für die quantitativen Auswertungen der 2D-Bilddaten wurde eine selbst entwickelte 2D-Histomorphometrie-Software evaluiert und eine neue Version mit verbesserter Funktionalität und Ergonomie implementiert, getestet und auf die vorliegenden Hartgewebehistologie-Bilddaten angewendet. Mit dieser Software wurden anhand der Histologie-Bilddaten die BID sowie der direkt davon abgeleitete BIC ermittelt. Die vorliegenden 3D-Bilddaten aus μCT-Scans wurden mit Avizo® (Thermo Fisher Scientific, USA) visualisiert. Zur Auswertung wurde eine Vorgehensweise zur effizienten Quantifizierung des BV/TV in Abhängigkeit vom Abstand zur Implantat-Oberfläche entwickelt und angewendet (Jahresring-Algorithmus). In der histomorphometrischen Auswertung wurde sowohl bei Implantaten aus dem neu entwickelten Composit-Material als auch bei Implantaten aus dessen Polymer-Komponente ein signifikant höherer BIC bzw. niedrigerer BID gemessen. In der 3D-Auswertung mittels des Jahresring-Algorithmus wurde vor allem bei dem Composit eine deutlich höhere Knochendichte gemessen. Schlussfolgernd bestätigte sich, dass die neu entwickelten Implantatmaterialien im Langzeitversuch biokompatibel, stabil und für das Implantatlager Schädelknochen geeignet sind. Weiterhin konnte erfolgreich das 3D-Auswertungsverfahren Jahresring- Algorithmus auf eine größere Datenmenge angewendet werden.