Stimulation of orthopedic implant fixation

Arbejdet, der ligger til grund for denne ph.d.-afhandling, er udført på Ortopædkirurgisk Forskningslaboratorium, Århus Sygehus, hvor forfatteren var ansat under Klinisk Institut og iNano, samt ved The Midwest Orthopedic Research Foundation, Minneapolis, Minnesota, USA.

Formålet med studierne var overordnet set at finde adjuverende terapi til fiksation af metal i knogle uden brug af knoglecement. For at en kunstig ledprotese ikke skal løsne tidligt, er det nødvendigt, at det er knogle og ikke fibrøst bindevæv, der »vinder kapløbet« om metaloverfladen.

Der blev udført tre eksperimentelle dyrestudier. I de to første blev vækstfaktorerne transforming growth factor beta 1 (TGF-β1) og insulin-like growth factor 1 (IGF-1) lagt på implantatoverfladen opløst i en bionedbrydelig polymer - Poly(D,L-Lactide) (PDLLA). Dyrene gik med implantaterne i fire uger, hvorefter implantaterne blev taget ud og undersøgt med mekaniske og kvantitativt histologiske undersøgelser. Det tredje studie undersøgte et for knogleforskningen relativt nyt materiale, chitosan, som er et derivat af polysakkaridet chitin. Vi lavede en scaffold på overfladen af de eksperimentelle implantater. Formålet med studiet var dels at undersøge, om chitosan selv kunne øge knoglehelingen, når den blev lagt på implantatet som en scaffold, dels at evaluere, om den kunne være egnet som carrier for vækstfaktorer i senere studier.

Resultaterne er meget lovende for kombinationen af TGF-β1 og IGF-1 i PDLLA. Vækstfaktorerne fremmede i høj grad knogleheling og mekanisk fiksation af de eksperimentelle implantater.

For chitosans vedkommende var resultaterne ikke så opmuntrende. De chitosanbelagte implantater sad meget dårligt fast, fordi overfladen var belagt med et tykt lag fibrøst bindevæv.

Kombinationen af TGF-β1 og IGF-1 er meget spændende som potentiel adjuverende terapi til ucementerede ledproteser. Disse to vækstfaktorer er endnu ikke godkendt til human brug, og der er derfor lang vej igen, før vi kan sige noget om potentialet i mennesker. Behandlingen er bekostelig, så det er det nok i situationer, hvor man på forhånd kan sige, at der bliver problemer med indhelingen, at disse eventuelt vil blive brugt.

For chitosans vedkommende er det uafklaret, hvorvidt stoffet kan få en plads i protesekirurgien. Fremtidig forskning vil koncentrere sig om at teste vækstfaktorkombinationen i klinisk relevante modeller, f.eks. en revisionsmodel. Herudover er der brug for at undersøge disse stoffers potentielle systemiske bivirkninger.