D. Behrend

VERGLEICHENDE ANALYSE VON IN VITRO TESTVERFAHREN ZUR BEURTEILUNG DER HÄMOKOMPATIBILITÄT VON KARDIOVASKULÄREN STENTS

Within the scope ofthis study exisdng in vitro lechniques for testing the hemocompatibility of coronary stents were analysed and optimised. Static and quasistationary Systems were compared to a pulsedflow model with respect to platelet activity. The streamlines were visualized by dye injection. Bloodßow was measured by ultrasonic Doppier velocity meter and electromagnetic ßow meter. Uncoated stainless steel (316 L) stents were tested. Surrogate parameters of the hemocompatibility were the change in surface morphology öfter blood contact and the rise of biomechanical activation markers äs C3a and ßthromboglobulin. The results were correlated to the stent design and to the ßow characteristics ofthe lest Systems. Keywords—stent, hemocompatibility, in vitro

Biomechanics of Optimum Stent Implantation Strategy Considering Vessel Wall Contact and Vessel Trauma

An optimum stent implantation strategy is assumed to depend on stent diameter and implantation pressure. However, which consequences are expected in case of mismatch? The presented study investigated stent implantation in native porcine arteries and measured acute lumen gain, vessel injury and wall contact area between stent struts and surrounding vessel. Biomechanical aspects of stent recoil and expansion diameter were included to assess the results. Maximum overexpansion will lead to severe vessel injury but not maximum wall contact. It is concluded that the goal should be proper diameter match. It is barely affected by the implantation pressure.

Weichmachereinfluß auf Biodegradation und Biokompatibilität von Poly-β-Hydroxybuttersäure in vivo

Resorbierbare Polyester, wie z.B. Polylactide (PLA) und Polyhydroxybuttersäure (PHB), sind aufgrund ihrer Sprödigkeit für viele klinische Anwendungen nicht geeignet [l, 2, 3]. Ausreichende plastische Verformungen sind mit PLA oder PHB als Homopolymer nicht realisierbar. Dieses schließt Anwendungen im Stentbereich und Rekonstruktionsfolien aus. Eine Lösung ist die Copolymerisation oder die Beimischung äußerer biokompatibler Weichmacher [4, 5]. PHBHomopolymer wird im Gegensatz zu den Polylactiden in vivo nur sehr langsam degradiert. Durch eine Weichmacherbeimischung kann jedoch auch Einfluß auf die Degradationskinetik genommen werden.

Das Hämostasesystem als Indikator für die Hämokompatibilität von Implantatwerkstoffen

EINLEITUNG: Es wird die Hämokompatibilität bioabbaubarer Polymerer mit Hilfe von Mechanismen des Hämostasesystems untersucht. Auf die Bedrohung der Unversehrtheit der Zellen und Gewebe antwortet der menschliche und tierische Organismus mit einer Serie komplexer biochemischer und zellulärer Reaktionen, die in ihrer Gesamtheit entzündlicher Prozeß genannt werden. Bioinkompatible Materialien lösen bei Gewebekontakt die Mechanismen einer Entzündungsreaktion aus. Am Anfang des Entzündungsprozesses steht die Aktivierung humoraler Systeme. Zu ihnen gehört das Gerinnungssystem. Für den Vorgang der Blutstillung sind im Organismus die Funktionsfahigkeit und das Zusammenwirken von Blutgefäßen, Thrombozyten und dem plasmatischen Gerinnungssystem erforderlich. Die zelluläre Blutstillung beginnt mit der Adhäsion von Thrombozyten an Kollagenfasern. Bei der Adhäsion der Thrombozyten an Oberflächen gehen sie in einen aktivierten Zustand über, indem sie ihre scheibchenförmige Gestalt aufgeben und zytoplasmatische Fortsätze (Pseudopodien) entwikkeln. Danach kommt es zur Freisetzung verschiedener Substanzen, u. a. Plättchenfaktor 4 und ß-Thromboglobulin, aus den Granula der Thrombozyten. Die freigesetzten Verbindungen begünstigen die irreversible Aggregation der Thrombozyten mit der Bildung eines thrombozytären Pfropfes. Gleichzeitig wird das plasmatische Gerinnungssystem aktiviert. An der plasmatischen Gerinnung sind 15 Gerinnungsfaktoren beteiligt, die alle Proteine darstellen. Das plasmatische Gerinnungssystem kann auf exogenem oder endogenem Wege aktiviert werden. Die endogene Gerinnungsaktivierung wird durch Kontakt und Adsorbtion des Hagemann-Faktors (Faktor XII) an negativ geladenen Oberflächen eingeleitet. Über die Aktivierung verschiedener Gerinnungsfaktoren und mit Hilfe von Phospholipiden und Ca entsteht ein Komplex, an dem die Aktivierung von Prothrombin zu Thrombin abläuft. Bei der Spaltung des Prothrombins entsteht neben Thrombin auch Prothrombin-Aktivierungsfragment Fl+2. Thrombin leitet die Endphase der Gerinnung mit der Umwandlung von Fibrinogen in Fibrin ein. Bei dieser Umwandlung werden von der Aaund Bß-Kette des Fibrinogens die Fibrinopeptide A und B abgespalten und die Fibrinmonomere gebildet, die sich schließlich zum verfestigten und unlöslichen Fibrinnetz verbinden. MATERIAL: Die zu untersuchenden Implantatwerkstoffe bestehen aus Polyhydroxybuttersäure (Sconacell®B, BSL GmbH) und Poly(L-lactid) (Resomer, Boehringer Ingelheim). Unter vorherigem Lösen der Polymere in Chloroform werden aus den Lösungen Folien gegossen. Um Restmengen an Chloroform aus den Folien zu vertreiben, werden sie über 48 Stunden einer Temperatur von 70 °C ausgesetzt. Für die Hämokompatibilitätsuntersuchungen werden Polymer-Folien mit einer Oberfläche von je 154 mm verwendet. Als Thrombozytenquelle dient frisches humanes, thrombozytenreiches Citratplasma. Bei der venösen Blutentnahme von gesunden Spendern werden 1. Teil Natriumcitratlösung (0,11 mol/1) mit 9 Teilen Blut vermischt und anschließend bei 250 g 20 min zentrifiigiert. Für den Nachweis von Aktivierungsvorgängen im zentralen Bereich der plasmatischen Gerinnung, die Bildung von Prothrombinfragment F 1+2 durch Implantatwerkstoffe, verwendet man frisches Heparinplasma. Das Plasma wird aus heparinsiertem Humanblut von gesunden Spendern durch Zentrifugation mit 2000 g bei 4°C gewonnen.

Röntgenkontrastierung der resorbierbaren Biomaterialien PHB und PLA

Beim Einsatz polymerer Werkstoffe kommt den rcsorbierbaren Biomaterialien eine besondere Rolle zu. Sie eignen sich aufgrund einer im Körper stattfindenden erwünschten Biodegradation besonders gut zur Herstellung temporärer Implantate, da auf diesem Wege eine Reoperation entfällt. Die Materialien zeichnen sich infolge Metabolisierbarkeit der entstehenden Dcgradationsprodukte durch eine gute Biokompatibilität aus. Ein Problem, das bei Kunststoffimplantaten auftritt, ist die fehlende Röntgensichtbarkeit. Dabei besteht gerade in der Medizin die Notwendigkeit einer möglichst unkomplizierten Visualisierung des Implantates zu dessen korrekter Applikation und Lagekontrolle [l, 2]. Darüberhinaus wäre im Falle eines resorbierbaren Materials mittels Röntgentechnik eine Aussage über den gegenwärtigen Grad des Abbaus möglich, der auf die Funktionalität des Implantates einen entscheidenden Einfluß ausübt. Ausgehend von den Erfahrungen beim Einsatz von Röntgenkontrastmitteln in der Medizin wird versucht, eine Röntgendichte polymerer Werkstoffe durch Einbringen von Elementen mit höherer Ordnungszahl zu erhalten [3]. Ziel dieser Untersuchungen war es. eine ausreichende Röntgenkontrastierung von Polyhydroxybuttersäure (PHB) und Poly-L-lactid (PLLA) mittels kolloidalem Silber zu erreichen. Neben der Verbesserung der Röntgensichtbarkeit des Polymers soll die oligodynamische Wirkung des Silbers genutzt werden [4]. Der Nachweis der Röntgensichtbarkeit wurde in einem normgerechten Prüfverfahren erbracht [5]. Die Ermittlung der Kennwerte Elastizitätsmodul, Zugfestigkeit und Bruchdehnung geben Aufschluß über Veränderungen der mechanischen Eigenschaften der modifizierten Biomaterialien.

STRUKTUR-EIGENSCHAFTSKORRELATION VON DENTALKOMPOSITWERKSTOFFEN

Unter dem Gesichtspunkt der kontrovers geführten Amalgam-Diskussion gewinnen dentale Füllungsmaterialien auf Basis hochgefitllter Methacrylatsysteme immer mehr an Bedeutung. Untersucht wurden sieben kommerziell erhältliche Dentalkomposite. Die Festigkeitsuntersuchungen wurden als 3-PunktBiegepnifung (ZWICK Z/V 2.5) gemäß EN-iSO 4049 durchgeführt. Ergänzende volumenmorphologische Untersuchungen wurden mittels Polarisationsmikroskopie md Transmissionselektronenmikroskopie (Zeisx 902 A) durchgeführt. Im Ergebnis konnte ein direkter Zusammenhang von Fü l [Stoffverteilung, Korngröße und dem mechanischen Eigenschaftsniveau nachgewiesen werden. KeywordsDentalkomposite, Nanoßillstoffe, Biegefestigkeit, Ultrastrukturmorphologie

WIEDERVERWENDUNG VON KARDIOVASKULÄREN EINWEGPRODUKTEN – EINE KRITISCHE ANALYSE

EINLEITUNG Die percutane transluminale Angioplastie (PTCA) ist ein klinisch etabliertes Standardverfahren zur minimalinvasiven Therapie von Stenosen in Koronararterien und Venenbypässen, häufig gekoppelt mit der simultanen Applikation von Gefäßstützen (Stents). Aus Kostengründen werden entgegen der Kennzeichnung als Einwegprodukt diese jedoch mehrfach genutzt. In Einzelfällen erfolgt dieses bis zu 15fach[l]. Fragen der Patientensicherheit und der durchgreifenden Produkthaftung werden kontrovers diskutiert. Speziell zu dieser Fragestellung durch-geführte Studien zeigen je nach Wahl der Analyse-methoden sowie deren Empfindlichkeit diametrale Resultate [2].

OBERFLÄCHENMORPHOLOGIE UND GEFÜGE VON KORONARSTENTS NACH PLASTISCHER DEFORMATION

EINLEITUNG Die Applikation von intravaskulären Stents ist ein klinisch etabliertes Standardverfahren zur minimalinvasiven Therapie von Koronarstenosen. Der Therapieerfolg wird maßgeblich durch die konstruktive Auslegung, die Oberflächengüte sowie durch die initiale und Langzeithämokompatibilität bestimmt [1-3]. Ein weiteres Kriterium ist die Dauerfestigkeit in einem Medium mit hohem Korrosionspotential. Gefährdete Konstruktionsbereiche hinsichtlich der Dauerfestigkeit sind Zonen mit großem plastischem Verformungsanteil.

Parameterextraktion aus IVUS-Ultraschallechodaten zur Gewebeidentifikation

EINLEITUNG IVUS Bilder sind in der klinischen Diagnostik ein gebräuchliches Mittel zur Visualisierung von Gefäß Veränderungen. In den hochfrequenten Ultraschallsignalen sind neben den Amplituden, die für die Bildgewinnung in Grauwerte umgewandelt werden, weitere, bisher nicht genutzte Informationen enthalten. Durch strukturelle Analyse und modellbasierte Auswertung der Gewebeechos sollen quantitative Angaben über Eigenschaften unterschiedlicher Materialien im Schallfeld gemacht werden.