Laryngorhinootologie 2006; 85(9): 635-639
DOI: 10.1055/s-2006-925219
Otologie
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Titanoxidkeramik als Implantationsmaterial in der Ohrchirurgie: Tierexperimentelle Ergebnisse zur Operationstechnik

Titanium Oxide Ceramic as an Implantation Material in Otosurgery: Animal Experimental Results and Surgical TechniqueM.  Stieve1 , B.  Schwab1 , M.  Winter1 , T.  Lenarz1
  • 1Hals-Nasen-Ohrenklinik, Medizinische Hochschule Hannover
Further Information

Publication History

Eingegangen: 17. Mai 2005

Angenommen: 17. Januar 2006

Publication Date:
11 April 2006 (online)

Zusammenfassung

Hintergrund: Im Rahmen einer tierexperimentellen Studie zur Entwicklung einer neuen Gehörknöchelchenprothese aus Titanoxidkeramik haben wir eine neue Implantationstechnik im Kaninchenohr entwickelt. Das Kaninchenmittelohr bietet aufgrund seiner Größenverhältnisse günstige Ausgangsbedingungen zur Implantation von Gehörknöchelchen in Analogie zur Chirugie des humanen Mittelohres. Methode: Für die Untersuchung verwendeten wir 34 weibliche New-Zealand-Kaninchen mit einem Gewicht von 3,2 bis 4,4 kg und einem Alter von 6 Monaten. Titanoxidkeramiken wurden als TORP (total ossicular replacement prosthesis) mit unterschiedlicher Porengröße einseitig im Kaninchenmittelohr implantiert. Zur berührungslosen Durchtrennung des Hammer-Amboss-Gelenkes und Abtragung der Stapes-Suprastruktur wurde ein Erbium:Yag-Laser verwendet. Die Innenohrfunktion wurde über einen Zeitraum von 28, 84, und 300 Tagen mittels akustisch evozierter Potenziale über Knochenleitung (Klick Reiz dB nHL) kontrolliert. Ergebnisse: Während des Untersuchungszeitraumes zeigten sich reizlose Trommelfellbefunde bei allen Versuchstieren auf der implantierten Seite. Im Rahmen der hirnstammaudiometrischen Untersuchung konnte für die Knochenleitung unter Verwendung des Klick-Reizes eine mittlere Potenzialschwelle von 4,21 ± 6,68 dB nHL (n = 131) bestimmt werden. Bezüglich der Potenzialschwellen prä- und postoperativ ergab sich kein signifikanter Unterschied (p > 0,05). Schlussfolgerung: Die berührungslose Bearbeitung der fragilen Gehörknöchelchen mittels des Erbium:Yag-Lasers erlaubt ein schonendes Vorgehen zur Implantation von neu entwickelten Gehörknöchelchenprothesen im Kaninchenmittelohr.

Abstract

Background: For the experimental animal study to evaluate a new ossicular chain replacement prosthesis, we developed a new technique for surgical implantation into the middle ear of rabbits. The selection of the species was based on its similarity to human middle ear anatomy and the favored, standardized, microsurgical approach to the middle ear cavity. Method: For the study we included a total of 34 approximately 6-month-old female white rabbits (New Zealand) with a weight of 3.2 to 4.4 kg. The implants used were constructed of ceramic materials TiO2 (titania) with different pore size. Directly before the implantation of the TORPs, as well as at 28, 84 and 300 days after implantation, electric response audiometry was used to determine the hearing thresholds of the animals (bone conduction click stimulus nHL). The Erbium Yag-Laser was used to cut out the originally ossicular chain. Results: After implantation we could not detect any stenosis of the outer ear canal or perforation of the tympanic membrane. The conductive hearing threshold was in the range of 4.21 ± 6.68 dB nHL (n = 131). The hearing level showed no significant difference before and after surgery (p > 0.05). Conclusions: The laser surgery is a very safe procedure for prosthesis implantation in the middle ear of rabbits..

Literatur

  • 1 Begall K, Zimmermann H. Rekonstruktion der Gehörknöchelchenkette mit Titan-Implantaten.  Laryngo-Rhino-Otol. 2000;  79 139-145
  • 2 Blayney A W, Williams K R, Erre J-P. et al . Problems in alloplastic middle ear reconstruction.  Acta Otolaryngol (Stockh.). 1992;  112 322-327
  • 3 Dold J M, Schmidt M, Steinemann S G. XPS Study of retrieved titanium and Ti alloy implants. In: Heimke G, Soltesz U, Lee AJC (eds) Clinical implant materials: advances in biomaterials, Vol. 9. Oxford; Elsevier Science Ltd 1990: 69-74
  • 4 Eckert K-L, Ha S-W, Ritter S. et al .Precipitation of calcium phosphate on titania ceramics. In: Sedel L, Rey C (eds) Bioceramics, Vol. 10. Oxford; Elsevier Science Ltd 1997: 3-6
  • 5 Fartash B, Liao H, Li J. et al . Long-term evaluation of titania-based ceramics compared with commercially pure titanium in vivo.  Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 1995;  6 451-454
  • 6 Fischer A. Akustisch evozierte Potentiale beim Hund.  Tierärztliche Praxis. 1989;  5 46-51
  • 7 Gjuric M, Wigand M E, Hosemann W, Berg M. Selektive Resektion des lateralen Bogengangs mit Gehörerhaltung - eine tierexperimentelle Studie.  HNO. 1991;  39 476-481
  • 8 Gjuric M, Wigand M E, Hosemann W. Resektion des Bogengangsytems mit Gehörerhaltung - eine tierexperimentelle Studie.  HNO. 1992;  40 221-224
  • 9 Geyer G. Materialien zur Rekonstruktion des Schalleitungsapparates.  HNO. 1999;  47 77-91
  • 10 Geyer G, Rocker J. Ergebnisse der Tympanoplastik Typ III mit autogenem Amboss sowie Ionomerzement und Titanimplantaten.  Laryngo-Rhino-Otol. 2002;  81 164-170
  • 11 Hayashi H, Uchida A, Hamada H. et al . Alumina ceramic prostheses for bone reactions to aluminum oxide dental implants in man: a case report.  Arch Orthop Trauma Surg. 1992;  112 1-4
  • 12 Helms J. Moderne Aspekte der Tympanoplastik.  Laryng Rhinol Otol. 1995;  74 465-467
  • 13 Hüttenbrink K-B. Akustisch optimierte Mittelohrprothesen.  HNO. 1997;  7 509-511
  • 14 Janovic S, Anft D, Schönfeld U, Tausch-Treml R. Tierexperimentelle Untersuchungen zur Eignung verschiedener Lasersysteme für die Stapedotomie.  Eur arch otorhinolaryngol. 1993;  2 251-253
  • 15 Janovic S, Schönfeld U, Fischer R, Döring M, Prapavat V, Müller G, Scherer H. Thermische Belastung des Innenohres bei der Laserstapedotomie.  HNO. 1996;  44 6-13
  • 16 Jahnke K, Plester D. Praktische Hinweise zur Anwendung von Mittelohr-Implantaten aus Aluminiumoxid-Keramik.  HNO. 1980;  28 115-118
  • 17 Jahnke K, Plester D, Heimke G. Aluminiumoxid-Keramik, ein bioinertes Material für die Mittelohrchirurgie.  Arch Oto-Rhino-Laryngol. 1979;  223 373-376
  • 18 Li J. Behaviour of titanium and titania-based ceramics in vitro and in vivo.  Biomaterials. 1993;  14 229-232
  • 19 Meister H, Wagner M, Mickenhagen A, Stennert E. Messung der Schwingungseigenschaften von Mittelohrimplantaten mit einem mechanischen Mittelohrmodell.  HNO. 1998;  46 241-245
  • 20 Pfalz R, Bald N, Hibst R. Eignung des Erbium:Yag-Lasers für die Mittelohrchirurgie.  Eur Arch Otorhinolaryngol. 1992;  2 250-251
  • 21 Pfalz R, Hibst R, Bald N. Suitibility of different lasers for operations ranging from the tympanic membrane to the base of the stapes. In: Rudert H, Werner JA (eds). Lasers in otorhinolaryngology, and head and neck surgery.  Aav Otorhinolaryngol. 1995;  49 95-100
  • 22 Schwager K. Epithelisierung von Titanprothesen im Mittelohr des Kaninchens. Modellvorstellungen zur Mukosaentwicklung.  Laryngo-Rhino-Otol. 1998;  77 38-42
  • 23 Schwager K. Titanium as an ossicular replacement material: results after 336 days of implantation in the rabbit.  Am J Otol. 1998;  19 569-573
  • 24 Schwager K. Rasterelektronenmikroskopische Befunde an Titan-Mittelohrprothesen.  Laryngo-Rhino-Otol. 2000;  79 762-766
  • 25 Schwager K. Titan als Material zum Gehörknöchelchenersatz - Grundlagen und klinische Anwendung.  Laryngo-Rhino-Otol. 2002;  81 178-183
  • 26 Schwager K, Geyer G. Titanium and glass-ionomer cement as ossicular replacement materials: biocompatibility results after implantation in the rabbit.  ORL. 1998;  60 322-328
  • 27 Shinohara T, Gyo K, Saiki T. et al . Ossiculoplasty using hydroxyapatite prostheses: long-term results.  Clin Otolaryngol. 2000;  25 287-292
  • 28 Steinbach E. Vergleichende Untersuchungen an Gehörknöchelchen und Knochentransplantaten beim Kaninchen und Menschen. Tübingen; Habilitationsschrift (Thesis) 1973
  • 29 Stubig I, Reder P, Facer G, Rylander H, Welch A. Holmium: Yag laser stapedotomy: prelimenary evaluation.  proc Spie. 1993;  1876 10-16
  • 30 Stupp C H, Dalchow C, Grün D. et al . Titan-Prothesen im Mittelohr.  Laryngo-Rhino-Otol. 1999;  78 299-303
  • 31 Stupp C H, Stupp H F, Grün D. Gehörknöchelchenersatz mit Titan-Prothesen.  Laryngo-Rhino-Otol. 1996;  75 335-337
  • 32 Nicolaus T, Brandes G, Wintermantel E, Lenarz T, Stieve M. Limitations of titanium dioxide and aluminum oxide as ossicular replacement materials: an evaluation of the effects of porosity on ceramic prostheses.  Otology & Neurotology. 2004;  25 682-693
  • 33 Wintermantel E, Mayer J, Ruffieux K. et al . Biomaterialien - humane Toleranz und Integration.  Chirurg. 1999;  70 847-857
  • 34 Wullstein H L. Prinzipien und Definition der Tympanoplastik. In: Wullstein HL, Wullstein SA (eds) Tympanoplastik. Stuttgart, New York; Thieme Publ 1986: 35-54

Dr. med. Martin Stieve

Medizinische Hochschule Hannover, Hals-Nasen-Ohrenklinik ·

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