Poröse Metalle in orthopädischen Anwendungen – Eine Übersicht

The development of porous metals and coatings for osseointegration has revolutionized the specialty of orthopedics, particularly total joint reconstruction. However, until recently most implants are fabricated utilizing traditional materials (i. e. sintered beads, fiber metal, plasma spray), which have several inherent limitations. Several new highly porous metals have been recently introduced to improve upon the biomaterial properties of traditional coatings, namely porosity, surface coefficient and modulus of elasticity. These new biomaterials have a similar microscopic appearance that is much like cancellous bone. The open‐cell structure of these metals affords several intriguing properties, including; high volumetric porosity (60–80%), low moduli of elasticity and high surface frictional characteristics. The self‐passivating nature of these metals and complex nanostructures allow for rapid bone ingrowth in multiple applications of orthopedic surgery. The following represents a review of contemporary implants and biomaterial properties in orthopedic surgery for this class of highly porous metals. Die Entwicklung poröser Metalle und Beschichtungen für die Osseointegration führte zu einer Revolution auf dem orthopädischen Spezialgebiet der totalen Gelenksrekonstruktion. Jedoch wurden bis vor kurzem die meisten Implantate nach traditionellen Methoden (gesinterte Kügelchen, Metallfasern oder Plasmasprayverfahren) hergestellt, die im Einsatz eine Reihe von inhärenten Nachteilen aufweisen. Einige neuen hochporösen Metalle wurden kürzlich eingeführt, die die Biomaterialeigenschaften traditioneller Schichten wie z. B. die Porosität, Oberflächenkoefficient und ‐modulus der Elastizität verbessern sollen. Diese neuen Materialien haben eine ähnliche mikroskopische Struktur wie spongiöser Knochen. Die offenzellige Struktur dieser Metalle bietet eine Reihe von faszinierenden Eigenschaften, wie z.B. eine hohe Volumenporosität (60–80%), niedrige Elastizitätsmoduli und hohe Reibungskennwerte. Die selbstpassivierende Natur dieser Materialien und komplexe Nanostrukturen erlauben ein schnelles Einwachsen von Knochen in vielen Anwendungen der orthopädischen Chirurgie. Die folgend Abhandlung gibt einen Überblick über die heutigen Implantate und Biomaterialeigenschaften der Klasse hochporöser Metalle in der orthopädischen Chirurgie.