Seidenfibroin-Membran: Teils bessere Ergebnisse als mit herkömmlichen Kollagen

Die präklinische Evaluierung einer vollständig resorbierbaren magnesiumverstärkten Seidenfibroin-Membran für die Anwendung in der GBR/ GTR Therapie verlief erfolgsreich. Es zeigten sich in vivo teils bessere Ergebnisse im Vergleich zu konventionellen Materialien wie z.B. Kollagen.

Nach einem Zahnverlust kommt es durch fehlende Belastung zur Atrophie des Kiefers, was eine geplante Implantation erschweren oder unmöglich machen kann. Diese Problematik wird mit der Guided tissue regeneration (GTR), also Regeneration eines vertikalen Knochendefektes am Zahn, oder Guided bone regeneration (GBR), also gesteuerter Knochenregeneration, adressiert. Bei der GBR dient die Membran dazu, eine mechanische Barriere gegenüber schnell proliferierendem Fibroblasten zu schaffen als Schutzfunktion, Platzhalterfunktion, Matrixfunktion und zur Stabilisierung eines Augmentats.

Im Vergleich zu momentan genutzten synthetischen Polymeren, bietet das gut untersuchte Strukturprotein Fibroin, gewonnen aus den Seidenkokons des Maulbeerseidenspinners Bombyx mori (B. mori), eine bessere Biokompatibilität. Außerdem wird die Granulation während der Wundheilung beschleunigt und ermöglicht als resorbierbarer Träger das Einbringen unterschiedlicher Zelltypen. Die Resorption läuft dabei, ohne Anstieg des pH-Wertes, proteolytisch ab. Herkömmliche Gitterstrukturen aus Titan sind postoperativ aufgrund ihrer möglichen Osseointegration schwer zu entfernen. Magnesium hingegen würde aufgrund seiner Resorbierbarkeit einen weiteren Eingriff vermeiden und schwächt zudem Entzündungs- und Abstoßungsreaktionen ab.

In einem Tierversuch wurden verschiedene Varianten der Fibroinmembran mit und ohne Magnesiumverstärkung gegenüber herkömmlichen Kollagenmembranen und ebenfalls mit Magnesium stabilisiertem Kollagen in vivo getestet.

• Es zeigte sich eine gute ossäre Regeneration der gegossenen und gesponnenen Fibroin-Membran nach 12 Wochen, ersichtlich durch geringere Restspaltenbreite, bei der vier von fünf Tieren eine fast vollständige Einheilung zeigten.
• Histologisch erweist sich eine initial verzögerte Degradation des Magnesium-Gerüstes, mit dennoch ähnlichem DegradationsniveauRaumbildung durch Wasserstoffgas nach 12 Wochen. In Korrelation folgt das Maximum der ebenfalls verspätet und erreicht sein Peak nach 8 Wochen.
• Bei der Fibroin-Membran regeneriert der Knochen nach 4 Wochen besser als bei Kollagen, nach 12 Wochen scheint die Knochenbildung bei den Kollagenmembranen die des Seiden-Fibroins überholt zu haben. Final, bis auf eine Ausnahme, sind die Defekte nach 12 Wochen im Präparat bei allen Materialien zu mindestens 80% wieder verknöchert.
• Eine Fremdkörperreaktion konnte histologisch anhand der gewonnenen Organpräparate ausgeschlossen werden.

[!] Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Fibroin als geeignetes und innovatives Biomaterial für die Anwendung in der GBR/ GTR-Therapie verwendet werden kann. Es zeigen sich in-vivo teils bessere Ergebnisse im Vergleich zu konventionellen Materialien wie Kollagen. In einem nächsten Schritt erfolgt nun die Testung im Rahmen einer humanen klinischen Studie.

Fuest S et al. Eine resorbierbare GBR/ GTR-Membran aus Fibroin. EAODGI 2023; Poster 2023-020.

Literatur

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