NovaBone® ist ein bioaktiver, synthetischer Knochenersatzstoff aus natürlichen, körpereigenen Stoffen - Silizium, Natrium, Kalzium, Phosphor und Sauerstoff, er gehört zur Klasse der Biogläser.
NovaBone ist osteostimulativ, d. h. es beschleunigt aktiv den Knochenbildungsprozess. Kritische (Schwellenwert-) Konzentrationen ionischer Dissolutionsprodukte, die bei der Absorption von Novabone entstehen, interagieren mit Zellen und lösen durch genetische Aktivierung und Hochregulation die Stimulation der Osteoblastenproliferation und –differenzierung aus (1,2,4,5).
Das NovaBone Bioglas trägt die Bezeichnung 45S5, dies steht für Glas mit 45 Gewichtsprozent SiO2 und einem Molverhältnis von 5:1 zwischen Kalzium und Phosphor. Dieses hohe Verhältnis von Kalzium zu Phosphor fördert die Bildung von Apatitkristallen; Kalzium- und Siliziumdioxidionen können als Kristallisationskeime fungieren.
Niedrigere Ca:P-Verhältnisse binden sich nicht an den Knochen. Die spezifische Zusammensetzung von Bioglas 45S5 ist für biomedizinische Anwendungen optimal, da sie der Zusammensetzung von Hydroxylapatit, dem mineralischen Bestandteil des Knochens, ähnelt. Aufgrund dieser Ähnlichkeit kann Bioglas 45S5 in lebende Knochen integriert werden.
Alle Zelltypen der Osteoblastenabstammung werden auf genetischer Ebene durch Schwellenwert- Dosen von Ca- und Si-Ionen-Lösungsprodukten stimuliert. Die hochregulierten und aktivierten Gene steuern den Zellzyklus der Osteoblasten, die die Proliferation und Differenzierung jener Zellen begünstigen, die zur Bildung einer mineralisierten Extrazellulärmatrix, von Osteozyten und konsekutiv neuem Knochen beitragen (5).
- NovaBone ist ein optimaler Knochenersatzstoff, der die Morbidität bei der Gewinnung autologer Transplantate vermeidet und im Vergleich mit autologen Knochentransplantaten äquivalente Knochenwachstumsraten zeigt (3).
- NovaBone bewirkt eine genetische Aktivierung der Osteoprogenitorzell- und Osteoblastenrekrutierung und –proliferation (1,2,4,5).
- NovaBone wird vollständig resorbiert und schnell durch körpereigenen Knochen ersetzt (4).
- Novabone zeigt, verglichen mit herkömmlichen keramischen Kalziumphosphat- Knochenersatzstoffen, signifikant mehr und schnellere Knochenbildung (6),
- Novabone hat antimikrobielle und antibakterielle Eigenschaften gegen Schlüsselkeime der Osteomyelitis (7,8). In Zeiten kritischer Antibiotikaresistenzen gewinnt diese Eigenschaft zunehmend an Gewicht.
Literatur
1. Hench LL, Gaisser DM, “The Genetic Basis for Osteogenesis Stimulation by Controlled Release of Ionic Dissolution Products.” In Transactions, 54th Annual Meeting of the Orthopedic Research Society, San Francisco, CA, March 2-5, 2008:1697
2. Larry L. Hench, Julia M Polak. A Genetic Basis for Design of Biomaterials for in-Situ Tissue Regeneration. Engineering Materials 2008; 3 77: 15 1-166
3. Ilharreborde B, Morel E, Fitoussi F, et al., “Bioactive Glass as a Bone Substitute for Spinal Fusion in Adolescent Iodiopat- hic Scoliosis– A Comparative Study with Iliac Crest Autograft.” J Pediatr Orthop, 2008; 28(3):347-351.
4. Ioannis D. Xynos, Alasdair J. Edgar, Lee D. K. Buttery, Larry L. Hench and Julia M. Polak: “lonic Products of Bioactive Glass Dissolution lncrease Proliferation of Human Osteoblasts and lnduce lnsulin-like Growth Factor II mRNA Expression and Protein Synthesis”. In: Biochemical and Biophysical Research Communications 276, 461-465 (2000)
5. Loty C, Sautier JM, Tan MT, et al., “Bioactive Glass Stimulates In Vitro Osteoblast Differentiation and Creates a Favorable Template for Bone Tissue Formation.” J Bone Min Res, 2001; 16(2):231-239.
6. Oonishi H, Kushitani S, Yasukawa E, et al., “Particulate Bioglass Compared with Hydroxyapatite as Bone Graft Substitu- te.” Clin Orthop Rel Res, 1997; 334:316-325.
7. S. Y. El-Tablawy, · W. M. Abd-Allah · E. Araby.“Efficacy of Irradiated Bioactive Glass 45S5 on Attenuation of Microbial Growth and Eradication of Biofilm from AISI 316 L Discs: In-vitro Study In Silicon 10, pages 931–942 (2018)
8. On-going study. G. Kotsakis, UTHSCSA. Data on file
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