Kombination verschiedener Knochenersatzmaterialien mit injizierbarem plättchenreichem Fibrin – vergleichende in vitro-Studien
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Ziel der in vitro-Studien war ein Vergleich des Effekts verschiedener Knochenersatzmaterialien (allogen, (AKEM) und xenogen (XKEM)) mit und ohne injizierbarem plättchenreichem Fibrin (i-PRF) auf verschiedene Zelleigenschaften humaner Osteoblasten (HOB). Es wurden zu einem ein AKEM und ein bovines XKEM und zum anderen vier bovine XKEM (Cerabone® (CB), Bio-Oss® (BO), Creos Xenogain® (CX) und MinerOss® X (MO)) für 3, 7 und 10 Tage mit HOB mit und ohne i-PRF (+ i-PRF = Test; - i-PRF = Kontrolle) inkubiert. Zellvitalität, -migration, -proliferation und -differenzierung (alkalische Phosphatase (AP), knochenmorphogenetisches Protein 2 (BMP-2) und Osteonectin (OCN)) wurden gemessen und zwischen den Gruppen verglichen.
In der ersten in vitro-Studie, in der AKEM mit XKEM verglichen wurde, wurde an Tag 3 für AKEM-i-PRF eine erhöhte zelluläre Vitalität, Migration und Proliferation beobachtet. Für Vitalität und Proliferation (Tag 7 und 10) sowie für Migration (Tag 10) zeigte AKEM-i-PRF/XKEM-i-PRF höhere Werte im Vergleich zu AKEM/XKEM mit Maximalwerten für AKEM-i-PRF und Minimalwerten für XKEM. An den Tagen 3 und 7 wurde die höchste Expression von AP in AKEM-i-PRF/XKEM-i-PRF im Vergleich zu AKEM/XKEM nachgewiesen, während an Tag 10 die AP-Expressionsspiegel in AKEM-i-PRF/AKEM erhöht waren. Die höchste BMP-2-Expression wurde in AKEM-i-PRF beobachtet, während die OCN-Expression höhere Spiegel in AKEM-i-PRF/XKEM-i-PRF an den Tagen 3 und 7 mit der niedrigsten Expression für AKEM zeigte. Später wurden nur bei AKEM-i-PRF erhöhte OC-Werte festgestellt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass i-PRF in Kombination mit AKEM die HOB-Aktivität im Vergleich zu XKEM-i-PRF oder unbehandeltem KEM in vitro verbessert. Daher kann die Zugabe von i-PRF zu AKEM und – in geringerem Maße – zu XKEM die Osteoblastenaktivität in vivo beeinflussen.
In der zweiten in vitro-Studie, bei der vier bovine XKEM verglichen wurden, wurden in der nicht-i-PRF-Gruppe für CB zu allen Zeitpunkten die höchsten Werte bezüglich der Zellvitalität beobachtet. Die Vorbehandlung mit i-PRF erhöhte die Vitalität in allen Gruppen mit den höchsten Werten für CB-i-PRF nach 3 und 7 und für CX-i-PRF nach 10 Tagen. Bei der metabolischen Aktivität wurde die höchste Rate in der nicht-i-PRF-Gruppe für MO an Tag 3 und für CB an Tag 7 und 10 beobachtet. Auch hier zeigten i-PRF-XKEM höhere Werte als die die XKEM ohne i-PRF (höchste Werte: CB-i-PRF) zu allen Zeitpunkten. Es gab keinen Unterschied in der ALP-Expression zwischen den Gruppen. Für die OCN-Expression in der nicht-i-PRF-Gruppe zeigte CB die höchsten Werte an Tag 3, CX an Tag 7 und 10. In der i-PRF-Gruppe wurden die höchsten Werte für CX-i-PRF beobachtet. An Tag 3 wurde die höchste BMP-2-Expression für CX mit dem höchsten Anstieg für CX-i-PRF an Tag 3 beobachtet. An Tag 7 und 10 gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen. Somit zeigten unter hohen Temperaturen gesinterte XKEM im Vergleich zu XKEM, die bei niedrigeren Temperaturen hergestellt wurde, eine erhöhte HOB-Vitalität und metabolische
Aktivität während des gesamten Zeitraums. Insgesamt verbesserte auch hier die Kombination von XKEM mit i-PRF alle zellulären Parameter, die ALP- und BMP-2-Expression in früheren Stadien sowie die OCN-Expression in späteren Stadien.