6. anhang - webdoc.sub.gwdg.dewebdoc.sub.gwdg.de/ebook/diss/2003/fu-berlin/2002/37/anh1.pdf ·...

6. Anhang6.1 Abbildungen Kapitel 2

Abb. 2.3.1: Bohrung des Implantat-bettes in der distalen Epiphyse desKaninchenfemurs

Orientierung des Bohrers von ventralnach dorsal

linker Bildrand: proximal,rechter Bildrand: distal

Abb. 2.3.2: Mengenbestimmung(100 mg) des Implantats

100 mg des Granulats wurdenabgewogen und in abgebildeteKunststoffkapsel gefüllt

anschließend wurde der Füllrandmarkiert und die Kapsel mit demübrigen OP-Instrumentariumsterilisiert

Abb. 2.3.3: Verschluß desImplantatbettes

aus dem ehemaligen Bohrkerngewonnener Verschluß desImplantatbettes aus Gelenkknorpelund subchondralem Knochen

-33-

6.1 Abbildungen Kapitel 2

Abb. 2.4.1: Zubereitung der Probenfür die Elektronenmikroskopie

Umschneidung des Implantatbettes,und Viertelung der distalen Implan-tathälfte

Zuteilung der Proben für REM oderTEM

proximal

distal

REM

REM oder TEM

REM oder TEMREM oder TEM

REModerTEM

Implantatbett

Abb. 2.5.1: Messzonen

sagittaler Schnitt durch die distaleEpiphyse des Kaninchenfemurs

Unterteilung in einzelne Schichtenvon peripher (Schicht 1) nach zentral(Schicht 5) sowie Anliegerschichten Aund B

B A 1 2 3 5 4 34 2 1 A B

Knochendeckel

Implantatbett

Messzone

Abb. 2.5.2: Messzonen

koronarer Schnitt durch die distaleEpiphyse des Kaninchenfemurs

Darstellung der Schichten 1 bis 5

blau: Schicht 1grün: Schicht 2gelb: Schicht 3orange:Schicht 4rot: Schicht 5

Durchmesser des IB: 4,00mmBreite einer Schicht: 0,44mm

distale Epiphyse

Implantatlager

-34-

6.1 Abbildungen Kapitel 2 und 3Abb. 2.5.3: Messzonen

Unterteilung des Bohrloches zurAuszählung von mehrkernigenRiesenzellen (MNGC)

ein Areal (z.B. A3) nimmt eine Flächevon 0,44x0,89mm² ein

1 2 3 4 5 4 3 2 1

A

B

C

D

E

F

Knochendeckel

Implantatlager

Abb. 3.1.1: 45s5 7d - 289x

interpartikulär Gewebsfragmente undExsudat mit lockerem, fibrilläremMaterial

Partikel (BG) mit feinem schwarzenSaum (Silbernitrat)

Partikel am rechten Bildrandzusätzlich mit Toluidinblau angefärbt

BG

BG

Abb. 3.1.2: 45s5 28d - 87x

Knochenbildung (Kn) bevorzugt anPartikeloberfläche (BG)

BG

BG

Kn

-35-


Abb. 3.1.3: 45s5 28d - 347x

neu gebildeter Knochen (Kn)zwischen Partikeln (BG), hohe Dichteder Osteozyten

BG

BG

Kn

Abb. 3.1.4: 45s5 28d - 347x

lamellärer Knochen (Kn) - imVergleich zu Abb. 3.1.3 niedrigeDichte der Osteozyten

Kn

Abb. 3.1.5: 45s5 28d - 87x

distales Implantatbett mitRundzellinfiltrat (RZ)

Partikel (BG) oberflächlich mitmehrkernigen Riesenzellen (sieheauch Abb. 3.1.6)

RZ

BG

BG

BG

-36-


Abb. 3.1.6: 45s5 28d - 347x

Partikel (BG) vollständig umhüllt vonmehrkernigen Riesenzellen (MNGC)

Spalt (Pfeile) mit Fortsatz einerMNGC

BG

MNGC

Abb. 3.1.7: 45s5 28d - 347x

Partikel (BG) mit Taschenbildung(Ta) und Spalten (Sp)

ausgedehnter Knochenkontakt (Pfeile)BG

Ta

Sp

Sp

Abb. 3.1.8: 55s 28d - 87x

Knochenbildung (Kn) bevorzugt ohneKontakt zur Partikeloberfläche (BG)BG

BG

BG

Kn

Kn

-37-


Abb. 3.1.9: 55s 28d - 347x

Auflösung des vermutlich primärintakten Interfaces Bioglass (BG) -Knochen (Kn)

im Spalt Zellkerne (Pfeile)

BGBG

Kn

Abb. 3.1.10: 45s5 84d - 35x

ventral abgekapseltes (Pfeile)Partikelkonglomerat (PG) mitzahlreichen MNGC

in der Peripherie vollständig vonKnochen (Kn) umschlossene Partikel(BG), durch Knochentrabekel verbun-den; Hämatopoetisches Gewebe (HG)

BG

PG

Kn

KnHG

Abb. 3.1.11: 45s5 84d - 174x

vollständig von Knochen (Kn)umschlossene Partikel (BG) -ehemalige Tasche (Ta) und Spalte(Sp) mit Knochen ausgefüllt

BG

BG

BG

Kn

Ta

Sp

-38-

6.1 Abbildungen Kapitel 3Abb. 3.2.1: Knochenkontakt 45s5 -individuelle Schichten

signifikanter Unterschied über dieSchichten nach 28 d

trendhafter Unterschied (p<0,06) überdie Schichten nach 84 d

466 466 466 466 466N =

MATERIAL: 45s5

Liegezeit

84d28d7d

Mitt

elw

ert +

- 1 S

E Kn

oche

n /%

120

100

80

60

40

20

0

-20

Knochen Schicht 1

Knochen Schicht 2

Knochen Schicht 3

Knochen Schicht 4

Knochen Schicht 5

Abb. 3.2.2: Knochenkontakt 52s -individuelle Schichten

signifikanter Unterschied über dieSchichten nach 28 d

trendhafter Unterschied (p<0,07) überdie Schichten nach 84 d

565 565 565 565 565N =

MATERIAL: 52s

Liegezeit

84d28d7d

Mitt

elw

ert +

- 1 S

E Kn

oche

n /%

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

-10

Knochen Schicht 1

Knochen Schicht 2

Knochen Schicht 3

Knochen Schicht 4

Knochen Schicht 5

Abb. 3.2.3: Knochenkontakt 55s -individuelle Schichten

keine Unterschiede über die Schichten

566 566 566 566 566N =

MATERIAL: 55s

Liegezeit

84d28d7d

Mitt

elw

ert +

- 1 S

E K

noch

en /%

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

-10

Knochen Schicht 1

Knochen Schicht 2

Knochen Schicht 3

Knochen Schicht 4

Knochen Schicht 5

-39-


Abb. 3.2.4: Knochenkontakt -Peripherie

signifikant mehr Knochenkontaktnach 28 d im Vergleich zu 7 d beiallen Materialien

55s zeigt signifikant wenigerKnochenkontakt nach 28 d als 45s5und 52s

666 666 566N =

Liegezeit

84d28d7d

Mitt

elw

ert +

- 1 S

E Kn

oche

n Sc

hich

ten

1 +

2

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

-10

Implantatmaterial

45s5

52s

55s

Abb. 3.2.5: Knochenkontakt -Kernzone

signifikant mehr Knochenkontaktnach 28 d im Vergleich zu 7 d beiallen Materialien

566 565 466N =

Liegezeit

84d28d7d

Mitt

elw

ert +

- 1 S

E Kn

oche

n Sc

hich

t. 3,

4 +

5

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

-10

Implantatmaterial

45s5

52s

55s

Abb. 3.2.6: Osteoidkontakt -Gesamt

signifikante Zunahme desOsteoidkontaktes für alle Materialiennach 28 d im Vergleich zu 7 d und84d

566 565 466N =

Liegezeit

84d28d7d

Mitt

elw

ert +

- 1 S

E O

steo

id G

esam

t /%

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

-10

Implantatmaterial

45s5

52s

55s

-40-


Abb. 3.2.7: Osteoidkontakt 45s5 -Individuelle Schichten

keine signifikanten Unterschiede überdie Schichten

466 466 466 466 466N =

MATERIAL: 45s5

Liegezeit

84d28d7d

Mitt

elw

ert +

- 1 S

E O

steo

id /%

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

-10

Osteoid Schicht 1

Osteoid Schicht 2

Osteoid Schicht 3

Osteoid Schicht 4

Osteoid Schicht 5

Abb. 3.2.8: Längster Durchmesserüber Zeit

0 d signifikant größer verglichen mitanderen Zeitpunkten für alleMaterialien; weitere signifikanteVerminderung für 45s5 und 55s nach84 d

55s signifikant größer verglichen mit45s5 und 52s nach 7 d und 28 d; 45s5signifikant kleiner als 52s and 55snach 84 d

5666 5656 4666N =

Liegezeit

84d28d7d0d

Mitt

elw

ert +

- 1 S

E Lä

ngst

er D

urch

m. /

mm

.70

.60

.50

.40

.30

.20

.10

Implantatmaterial

45s5

52s

55s

Abb. 3.2.9: Taschenformationenüber Zeit

45s5 weist signifikant mehr Taschennach 28 d auf als nach 7 d und 84 d;52s und 55s weisen signifikant mehrTaschen nach 84 d auf als zu anderenZeitpunkten

45s5 weist signifikant mehr Taschennach 28 d und signifikant wenigernach 84 d auf als 52s und 55s

666 666 566N =

Liegezeit

84d28d7d

Mitt

elw

ert +

- 1 S

E Po

ucha

ntei

l /%

20

15

10

5

0

-5

Implantatmaterial

45s5

52s

55s

-41-


-42-

Abb. 3.2.12: MNGC Verteilung 52s 28d

a

2 3 41 5

bcdef

. .. .

. .. .. . . .. .

. ..

. .. .. .. .

.. .. .

.

. ..

.

. ... .. . ... ... ... .. .

.. ... ... ... .

Abb. 3.2.11: MNGC Verteilung 45s584d

a

2 3 41 5

bcdef

. .

. . ..

. .. .

. .. .. . .. .. ...

.. .. .. .

. ..

. .... ..

.........

. .. .

. ..

. .. .. . ... ..... ... ....

.......... .. .. .

.......... ...

......

. .. .. .

. . .. . .. . .. . .. . .........

. .. .

. .. .

.


a

2 3 41 5

bcdef

. . . .. . . .

. .

. ..

. .. . . .. ..

. .. ..

. .. .. . .. ... .. .. .. .. .. .

.

. .. ..

. ....

. ..

. .

... ..

.

. .... ... .

. .. ..

. .. .. .........

........


a

2 3 41 5

bcdef . .. .

. .. . .. .

. .. .. . .. .. .

. ..

. ..

. ...

. .. .

. ..

. ..

. .. .

. .. .

. ..

. .

. ...

. .. .. .. .. ... .. .. .. .

... ... .. .. ... .. .. ... .. .. .


a

2 3 41 5

bcdef

. . . .

. .. .

. ..

. ... . .. . . . . . . . .

. .. .. ... . . . . .

.. . ... .

Abb. 3.2.10: MNGC Verteilung 45s528d

a

2 3 41 5

bcdef

. . . .

. .. .. . . .. .

. ..

. .. .. .. .. . .. ... .. .. . .. .. . .. .. .

. .. .. .. .. . . .. .. .. . . .. . . .. .. .. ... .. . ..

. ..

. ... .. .. .. .. .. .. .. .. .


Abb. 3.2.16: Aggregierte MittelwerteKernzone (a4, a5, b4, b5, c4, c5, d4,d5) nach Material und Liegezeit

signifikante Zunahme für alleMaterialien

nach 84 d weist 55s weniger MNGCauf als 45s5 (Trend: p<0,09)

66 65 56N =

MNGC Kerngebiet

Liegezeit

84d28d

MN

GC

-Cou

nt /A

real

; Mitt

el +

- 1 S

E

12

10

8

6

4

2

0

Material

45s5

52s

55s

Abb. 3.2.17: Aggregierte Mittelwerteder Kern- und Randzone für 52s

nach 84 d signifikant mehr MNGC inder Kern- als in der Randzone

65 65N =

MATERIAL: 52s

Liegezeit

84d28d

MN

GC

-Cou

nt /A

real

; Mitt

el +

- 1 S

E

10

8

6

4

2

0

KERN

RAND

Abb. 3.3.1: Bioglass 55s vorImplantation - SEM

Partikel sind charakterisiert durch eineirreguläre Form aus winkliggegeneinander versetzten Flächen

1 mm

-43-

6.1 Abbildungen Kapitel 3Abb. 3.3.2: Bioglass 55s vorImplantation - SEM

Oberfläche mit Facetten, flachenVertiefungen und ebenen Zonen

0,1 mm

Abb. 3.3.3: Bioglass 55s vorImplantation - SEM

feine schuppenartige Rauhigkeiten

10 µm

Abb. 3.3.4: Bioglass 55s, 7d - SEM

dichte Anordnung der Partikel imImplantatbett

1 mm

-44-

6.1 Abbildungen Kapitel 3Abb. 3.3.5: Bioglass 52s, 7d - SEM

intakt strukturierte Partikeloberfläche

10 µm

Abb. 3.3.6: Bioglass 52s, 7d - TEM

Änderungen der Homogenität in derRandzone eines Partikels (Pt),

vermutlich durch Auslaugung bzw.Diffusion

1 0 µ m

P t

Abb. 3.3.7: Bioglass 52s, 7d -SEM-BSE

keinerlei Dichteunterschiedeinnerhalb der im Zentrum gelegenenPartikel (Pt)

0,1 mm

Pt

Pt

Pt

-45-

6.1 Abbildungen Kapitel 3Abb. 3.3.8: Bioglass 45s5, 7d - SEM

Partikeloberfläche mit anhaftender,faseriger organischer Matrix,punktförmigen Verdichtungen,

möglicherweise Ablagerungenmineralisierten Materials

10 µm

Abb. 3.3.9: Bioglass 55s, 7d - SEM

Partikeloberfläche mit Zellen (Pfeile)

0,1 mm

Abb. 3.3.10: Bioglass 45s5, 28d -SEM

Spaltbildung in Partikeln,

artifizielle Spaltbildung im Rahmender Aufarbeitung (Trocknung) istnicht auszuschließen

1 mm

-46-

6.1 Abbildungen Kapitel 3Abb. 3.3.11: Bioglass 52s, 28d -SEM

erosiv, leicht porös veränderteOberfläche

einzelne Schuppen (Pfeil) heben sichvon der Oberfläche ab

10 µm

Abb. 3.3.12: Bioglass 55s, 28d -SEM

größerer Defekt in Partikeloberfläche(Pfeil)

0,1 mm


Vergrößerung des Defekts aus Abb.3.3.12

organische Matrix innerhalb des Defekts

0,1 mm

-47-

6.1 Abbildungen Kapitel 3Abb. 3.3.14: Bioglass 52s, 28d -SEM-BSE

Dichteunterschiede im Partikel: 1: Calcium-Phosphat reiche Schicht(Spaltbildung durch Schrumpfungs-artefakt)2: Silizium reiche Schicht(Auslaugung der Natrium- undCalciumoxid Phasen)3: unverändertes Material

In der Umgebung Knochen mitOsteozyten-Höhlen und Weichgewebe(dunkel)

0,1 mm

2

1

3

Abb. 3.3.15: Bioglass 52s, 28d -TEM

im unteren BildabschnittImplantatmaterial

oberflächlich ein Osteoblast

im oberen Bildabschnitt kalzifizierteknöcherne Matrix

1 µm


Interface zwischen Implantat (1) undKnochen (2)

mittig ein eingemauerter Osteozyt

Markierung des Interface durch einesäulenartige Linie (Pfeil) als Grenz-schicht

1 µm

1

2

-48-

6.1 Abbildungen Kapitel 3Abb. 3.3.17: Bioglass 45s5, 28d -TEM

verbleibender Partikelrest schwarzhomogen

Grenzschicht (1) unterwandert vonZellausläufern (Einschub)

siehe auch Abbildung 3.3.16

1 µm

1

1


starke Zeichen der Oberflächen-veränderung

erosive (Pfeile) und / oderappositionelle Veränderungen (Stern)

0,1 mm

*


stark veränderte Oberfläche durcherosive und / oder appositionelleVeränderungen

(die hellen Zonen um Spalten sindAufladungsphänomene und somitArtefakte)

10 µm

-49-

6.1 Abbildungen Kapitel 3Abb. 3.3.20: Bioglass 45s5, 84d -SEM

Partikelreste mit relativ glatterOberfläche

0,1 mm


Präzipitate auf Partikeloberfläche(Pfeile)

in der Vergrößerung (Einschub) istdie Kristallinität zu erkennen

0,1 mm

Abb. 3.3.22: Bioglass 55s, 84d -SEM-BSE

übriggebliebene Calciumphosphatreiche Schicht der Partikel

zentrale Taschenbildung aufgefülltmit Knochen

kontinuierlicher Übergang zwischenPartikel und Knochen

0,1 mm

-50-

6.1 Abbildungen Kapitel 3Abb. 3.3.23: Bioglass 52s, 84d -TEM

Partikelrest mit oberflächlicherMNGC

typische Morphologie einerFremdkörperriesenzelle (FBGC)

Einschub: teilweise Unterwanderungder Partikeloberfläche (1) durchFBGC (2); Markierung einesZellfortsatzes (Pfeil)

10 µm1

2

1


typische Morphologie einesOsteoklasten

typische resorbtion pits (Pfeile)

10 µm


Partikelrest umfaßt von zweiMakrophagen

5 µm

-51-

6.1 Abbildungen Kapitel 3Abb. 3.3.26: Bioglass 52s, 84d -TEM

Ausschnittsvergrößerung von Abb.3.3.25

intrazellulär stäbchenförmigeResiduen (Pfeile) partikulärenUrsprungs (Vergleiche Abb. 3.3.29)

2,5 µm


Ausschnittsvergrößerung von Abb.3.3.25

intrazellulär feine Körnchen(schwarze Pfeile) partikulärenUrsprungs (weisse Pfeile)

2,5 µm


Partikelrest (1) umgeben vonZellfortsätzen (2)

Auflösung des Implantats,Phagozytose stäbchenförmiger Reste(Pfeil) - siehe auch Abb. 3.3.26

1 µm

1

2

-52-

6.1 Abbildungen Kapitel 3 und 4Abb. 3.3.29: Bioglass 52s, 84d -TEM

Übersicht von Abb. 3.3.28

Kern eines Makrophagen / MNGC

intrazellulärer, stächenförmiger Rest(linker Pfeil) identisch mitPartikelanteilen (rechter Pfeil)

5 µm

Abb. 4.1: Soll-Verteilung derSchichten 1 bis 5 auf die jeweiligenSchnittebenen

Abstand zweier Ebenen 350 µm


Ebene 1

Ebene 2

Ebene 5

Ebene 4

Ebene 3

Abb. 4.2: Ist-Verteilung derSchichten 1 bis 5 auf die jeweiligenSchnittebenen

Abstand zweier Ebenen 350 µm


Ebene 1

Ebene 2

Ebene 5

Ebene 4

Ebene 3

-53-

6.1 Abbildungen Kapitel 4Abb. 4.3: relativer Fehler abhängigvon der Entfernung des Schnitteszum Zentrum des Bohrloches in µm


0 50 100 150 200 250 300 350175

0

10

20

30

40

50

10

Rel

ativ

er F

ehle

r in

%

-54-

6. anhang - webdoc.sub.gwdg.dewebdoc.sub.gwdg.de/ebook/diss/2003/fu-berlin/2002/37/anh1.pdf ·...

Documents