Präkonditionierender Proteinfilm auf Titanoberflächen in situ

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Univ.-Prof. Dr.med. Marcus Jäger und Dr. rer. nat. Andrea Anna Sowislok

Die aseptische Lockerung ist eine der häufigsten Indikationen für Revisionsoperationen in der Endoprothetik. Kausal spielen abriebbedingten Osteolysen ('particle disease') sowie die individuelle Knochenqualität hierbei eine wichtige Rolle. Dabei wird eine frühzeitige Osteointegration und die langfristige stabile Verankerung zementfreier Implantate angestrebt. Als Werkstoff haben sich hierbei insbesondere Titan und dessen Legierungen bewährt. Entscheidend für die initiale Osteointegration ist die Adsorption von Proteinen auf der Werkstoffoberfläche. Dieser präkonditionierende Proteinfilm initiiert maßgeblich die lokalen nachfolgenden Reaktionen in situ (zelluläre Migration, Proliferation, Differenzierung, Biomineralisation) und damit die Osteointegration.

Bisher existieren keine Daten über die Zusammensetzung dieser Proteine beim Menschen. Im aktuellen Projekt wird der initialen in-situ Proteinfilm nach der Implantation von originären Titan-Hüftprothesenschäften mit zwei unterschiedlichen Oberflächen (glasperlmattiert vs. rauh) untersucht. Erste Ergebnisse könnten mehr als 2800 beteiligte Proteine identifizieren, von denen mehr als 70 % intrazelluläre Proteine, ca. 10 % Plasmaproteine und fast 10 % zum Knochenstoffwechsel zugehörige Proteine waren. Die am häufigsten adsorbierten Proteine war Hemoglobin und Serumalbumin. Diese Daten tragen dazu bei, die Mechanismen der ossären Integration besser zu verstehen.