Knochenersatz

Knochenersatz bezeichnet Materialien und Verfahren, die verlorenes oder deficientes Knochengewebe ersetzen, die Heilung unterstützen oder dem Knochenwachstum ermöglichen. Typische Einsatzgebiete sind Traumata, Orthopädie, Wirbelsäulen- und Zahnmedizin sowie Kieferchirurgie.

Kategorien umfassen Autograft (eigene Knochensubstanz des Patienten), Allograft (Knochen von Spendern derselben Spezies), Xenograft (Knochenmaterial von Tierarten) sowie synthetische oder biomaterialbasierte Substanzen. Autografts gelten oft als Goldstandard, da sie alle drei grundlegenden Funktionen des Knochenersatzes bieten: Osteogenese, Osteoinduktion und Osteokonduktion.

Mechanismen des Knochenaufbaus umfassen Osteogenese, bei der lebende Zellen im Transplantat neuen Knochen bilden; Osteoinduktion, die durch Wachstumsfaktoren progenitorische Zellen zur Knochenbildung anregt; und Osteokonduktion, bei der eine Gewebeschnitte als Gerüst für das Knochenwachstum dient. Die jeweilige Substanz variiert in Bezug auf diese Eigenschaften; Autografts liefern typischerweise alle drei, Allografts und Xenografts primär Osteokonduktion und teils Osteoinduktion, während synthetische Substrate meist osteokonduktiv sind.

Materialien reichen von Autograft und Allograft/Xenograft bis zu synthetischen Calciumphosphat-Ceramics (Hydroxyapatit, Beta-TTCP), Calcium-Sulfat, Bioglass und Kalziumphosphat-Zementen. Diese können mit Kollagen oder Polymeren kombiniert werden, um Handhabung und mechanische Eigenschaften zu optimieren.

Vorteile und Grenzen: Autograft bietet gute Heilung, ist aber durch begrenzte Verfügbarkeit und Morbidität begrenzt. Allograft/Xenograft vermeiden Spenderstellen, können jedoch Immunsystemreaktionen oder geringe Integrationsgeschwindigkeit riskieren. Synthetische Substrate sind gut kontrollierbar, oft kosteneffizient, aber teils weniger osteoinduktiv und können resorbieren.

Anwendungen umfassen segmentale Defekte, Non-Unions, Revisionen, Wirbelsäulenfusionen sowie dentalen Aufbau wie Alveolarkieferknochen und Sinuslift. Zukunftsthemen sind modifizierte Bioceramics, 3D-gedruckte Scaffolds und Kombinationen mit Wachstum Faktoren oder Zelltherapien; klinische Entscheidungen orientieren sich an Defektgröße, Lokalisation, Patient und regulatorischen Vorgaben.