Tiermodelle für die Forschung zu Implantatbiomaterialien im Knochen: Eine Übersicht

Die Entwicklung einer optimalen Schnittstelle zwischen Knochen und orthopädischen sowie zahnmedizinischen Implantaten erfolgt bereits seit vielen Jahren. Um festzustellen, ob ein neu entwickeltes Implantatmaterial den Anforderungen an Biokompatibilität, mechanische Stabilität und Sicherheit entspricht, muss es strengen Tests sowohl in vitro als auch in vivo unterzogen werden. Die Ergebnisse aus in vitro-Studien sind oft schwer auf die in vivo-Situation zu übertragen. Aus diesem Grund ist die Verwendung von Tiermodellen oft ein wesentlicher Schritt bei der Prüfung von orthopädischen und zahnmedizinischen Implantaten vor der klinischen Anwendung beim Menschen. Diese Übersicht erörtert einige der gängigsten und häufig verwendeten Tiermodelle wie Hund, Schaf, Ziege, Schwein und Kaninchenmodelle zur Bewertung der Wechselwirkungen zwischen Knochen und Implantat. Faktoren, die bei der Wahl eines Tiermodells und des Implantatdesigns zu berücksichtigen sind, werden diskutiert. Verschiedene knochenspezifische Merkmale werden erörtert, einschließlich der Verwendung der Art, der Knochenmakrostruktur und -mikrostruktur sowie der Knochenzusammensetzung und -umbau, wobei der Fokus auf der Ähnlichkeit zwischen dem Tiermodell und der menschlichen klinischen Situation liegt. Während das Kaninchen das am häufigsten verwendete Tier im Rahmen dieser Übersicht war, ist klar, dass diese Art die geringsten Ähnlichkeiten zum menschlichen Knochen aufwies. Es gab nur geringfügige Unterschiede in der Knochenzusammensetzung zwischen den verschiedenen Arten und dem Menschen. Das Schwein zeigte eine gute Ähnlichkeit mit menschlichem Knochen, jedoch können Schwierigkeiten in Bezug auf ihre Größe und Handhabung auftreten. In dieser Hinsicht zeigen Hund und Schaf/Ziege mehr Versprechen als Tiermodelle für die Prüfung von Knochenimplantatmaterialien. Obwohl keine Art alle Anforderungen an ein ideales Modell erfüllt, wird ein Verständnis der Unterschiede in der Knochenarchitektur und im Umbau zwischen den Arten wahrscheinlich bei der Auswahl einer geeigneten Art für eine definierte Forschungsfrage helfen.