Sicherheit von Titanimplantaten auf dem Prüfstand

Forscher finden neue hochsensible Methode zur Messung von Titanabsonderungen durch Implantate

New York / Heidelberg, 25. Juli 2011

Im Springer-Fachjournal Analytical and Bioanalytical Chemistry erscheint ein Beitrag über eine neue Methode, den Titangehalt im Blut von Patienten mit orthopädischen Implantaten aus Titan zu bestimmen. Yoana Nuevo-Ordóñez und ihre Kollegen von der Forschungsgruppe unter Alfredo Sanz-Medel haben an der Universität Oviedo in Spanien eine hochsensible Methode zur Messung des Titangehaltes im menschlichen Blut entwickelt. Damit konnten sie sowohl einen Basiswert für den Titangehalt bei unbehandelten Personen ermitteln als auch den Gehalt bei Patienten mit chirurgischen Implantaten messen.

Titanimplantate werden routinemäßig bei Knochenbrüchen sowie zahnärztlichen Eingriffen eingesetzt. Seit kurzem ist bekannt, dass Implantate auf Titanbasis korrodieren und abgebaut werden, wobei metallische Rückstände entstehen. Es gibt Anlass zur Sorge, dass erhöhte Konzentrationen durch metallische Abbauprodukte dieser Implantate im Blutkreislauf langfristig zu schädlichen biologischen Auswirkungen führen könnten, einschließlich Schädigungen von Leber und Nieren. Um den Einfluss dieser Absonderungen bewerten zu können, muss der normale Titan-Grundgehalt im Blut genau gemessen und im Vergleich die erhöhten Werte bei Patienten mit Implantaten erfasst werden.

Nuevo-Ordóñez und ihr Team nahmen Blutproben von 40 gesunden Personen und 37 Patienten mit Titanimplantaten. Davon hatten 15 Patienten Schienbeinimplantate, 8 Patienten Oberschenkelimplantate und 14 Patienten Oberarmimplantate (8 Implantate zur internen Fixation und 6 zur externen Fixation). Für die Untersuchung der Blutproben setzten die Forscher ihre neue Methode auf Basis der Isotopenverdünnungsanalyse und der Massenspektrometrie (IDA-ICP-MS) ein.

Ihre Untersuchungen ergaben, dass die Kontrollpersonen einen sehr geringen Titangehalt in ihrem Blut aufwiesen, wohingegen alle Patienten mit Implantaten eine deutlich erhöhte Konzentration zeigten. Die Empfindlichkeit der Messmethode ist so groß, dass die Forscher auch deutliche Unterschiede des Titangehaltes für verschiedene Arten von Vorrichtungen zur Knochenfixierung nachweisen konnten. Die invasiven Implantate gaben mehr Metallabsonderungen ins Blut ab als die externen, oberflächlichen Konstruktionen. Die Untersuchungen der Forscher zeigen auch, wie das Titan der Implantate im Blutkreislauf transportiert wird, wie es sich wahrscheinlich verteilt und wo es sich potenziell ansammelt.

Die Autoren kommen zur Schlussfolgerung: „Die Einfachheit der Methode auf Basis der Isotopenverdünnungsanalyse und die Genauigkeit und Präzision der gewonnenen Ergebnisse sollte dazu beitragen, dass dieses Prüfverfahren künftig routinemäßig eingesetzt wird.“

Quelle
Nuevo-Ordóñez Y, Montes-Bayón M, Blanco-Gonzalez E, Paz J, Dianez Raimundez J, Tejerina Lobo J, Peña M, Sanz-Medel A (2011). Titanium release in serum of patients with different bone fixation implants and its interaction with serum biomolecules at physiological levels. Analytical and Bioanalytical Chemistry; DOI 10.1007/s00216-011-5232-8

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