DE69927048T2

DE69927048T2 - Ibandroinsäure zur förderung der osseointegration der endoprothesen

Info

Publication number: DE69927048T2
Application number: DE69927048T
Authority: DE
Inventors: Frieder Bauss; A. Andreas KURTH
Original assignee: Roche Diagnostics GmbH
Current assignee: Roche Diagnostics GmbH
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2019-11-30
Also published as: US6680307B1; JP3793023B2; AU756540B2; KR100453779B1; EP1135140A1; ES2247842T3; EP1614422A2; EP1614422A3; AR020017A1; PT1135140E; JP2002531509A; WO2000033849A1; CA2353528C; DE69927048D1; KR20010093137A; AU1557700A; CN1173704C; DK1135140T3; BR9915927A; CA2353528A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Ibandronsäure (1-Hydroxy-3-(N-methyl-N-pentyl)aminopropyl-1,1-diphosphonsäure) oder physiologisch verträglichen Salzen oder Estern zur Verbesserung der Osseointegration von zementfrei verankerten Endoprothesen. Die Applikation von Ibandronat oder dessen Salze erfolgt kurzzeitig sofort nach dem Einsetzen einer Endoprothese.
Die Hauptaufgabe von Knochen besteht in seiner Stützfunktion, und folglich wird Knochen häufig als einfaches Baumaterial angesehen. Knochen ist jedoch ein kompliziertes Biomaterial, das auf verschiedenste Anforderungen, Reize und Noxen, denen er unterworfen ist, Anpassungen findet. Für Knochen und Gelenke stehen Endoprothesen als Ersatzmaterial zur Verfügung. Die Endoprothesen agieren jedoch, auch wenn sie biomechanisch noch so ausgefeilt sind, nicht aktiv auf die einwirkenden Umwelt- und Belastungsfaktoren.
Weltweit werden jährlich etwa 1,5 Millionen Hüftgelenksendoprothesen, davon etwa 120.000 Stück in Deutschland implantiert. Es gibt ebenso eine beträchtliche Anzahl weiterer Gelenkprothesen, wie zum Beispiel Kniegelenk-, Sprunggelenk- und Schultergelenkendoprothesen. Es ist zu erwarten, daß die Anzahl der primär implantierten und vor allem die Anzahl der zu wechselnden Endoprothesen weiterhin ansteigen werden. Mittlerweile werden sogar jüngere Patienten mit Endoprothesen versorgt. Die Lebenserwartung des Menschen steigt weiterhin, so daß zum Teil bis zu 3 oder 4 Prothesenwechsel für einzelne Patienten im Laufe ihres Lebens zu erwarten sind. Aus Gründen der Bewahrung von Knochensubstanz bei der Erstoperation und vor allem bei eventuell erforderlichen Wechseloperationen sowie der vermutlich längeren Überlebenszeit der Prothesen werden immer mehr zementfreie Implantate verwendet. Jüngere Patienten, die eine Endoprothese benötigen, profitieren von dieser Art der gewebeschonenden Behandlung. Auch unter dem Gesichtspunkt ansteigender Lebenserwartung und aus ökonomischen Gründen ist eine längere Haltbarkeit der Endoprothesen notwendig.
Die Prozesse und morphologischen Veränderungen, die sich in der Zeit nach der Operation bis zur definitiven knöchernen Stabilisierung des Implantatlagers abspielen, und die Erkenntnisse über die primäre und sekundäre Stabilität insbesondere zementfreier Endoprothesen sind deshalb besonders zu berücksichtigen, denn die zementfreie Verankerung von Implantaten ist zur bevorzugten Methode geworden.
Als „primäre Stabilität" eines Implantates wird die Situation direkt nach der Implantation der Prothese in den Knochen beschrieben. Die Prothese verankert sich entweder durch ihren distalen Anteil im intramedullären Kanal in der Diaphyse (kortikaler Knochen) oder in der proximalen Metaphyse des Trochanterknochenvorsprungs. Diese primäre Stabilität ist nur qualitativer Art, da die Prothese noch nicht in den Knochen integriert ist.
Die sekundäre Stabilität wird insbesondere bei Hüftprothesen in der Regel erst nach einigen Monaten durch das Einwachsen von Knochen in die Prothesenoberfläche erreicht (Osseointegration). Zur qualitativen Stabilisierung kommt also eine quantitative Komponente hinzu, die eine Dauerstabilität der Prothese gewährleistet.
Der Prozeß von der Primärstabilität zur Sekundärstabilität durchläuft verschiedene Phasen. Die erste Phase nach der Prothesenimplantation ist gekennzeichnet durch einen partiellen Knochentod. Unmittelbar nach der Operation sind noch die größten Anteile des benachbarten Knochens intakt. Dieser folgende partielle Knochentod spielt sich wenige Millimeter in unmittelbarer Nähe des Prothesengrenzbereiches (die Kontaktfläche zwischen der Prothese und dem Knochen) ab. An der Grenze zwischen noch lebendem Knochen und bereits abgestorbenem Knochen finden sich schnell Gefäßerweiterungen, Infiltrationen polymorphkerniger Zellen, danach erscheinen Fibroblasten, Osteoblasten und Osteoklasten. Das nächste Stadium dient der Reparation. Das abgestorbene Knochengewebe wird von Granulationsgewebe und Bindegewebe infiltriert. Gelegentlich können Makrophagen und Riesenzellen gesehen werden. Neu aufgebauter Knochen erscheint dem abgestorbenen Knochen aufgelagert.
Die dritte Phase kann bis zu zwei Jahre andauern, währenddessen die Prothese stabilisiert wird. In dieser Zeit wird das abgestorbene Knochenmaterial abgebaut und durch gewobenen und lamellären Knochen ersetzt. Am Ende der Umbauvorgänge verbleibt häufig ein schmaler bindegewebartiger Saum zwischen Prothesen mit einer glatten Oberfläche und dem Knochen. Beeinflußt werden diese Phasen auch durch die individuellen Vorgaben des Patienten, wie z. B. Knochenstoffwechsel (osteoporotisch, osteopenisch, juvenil) und extrinsische Faktoren, wie z. B. Entlastung der Prothese postoperativ und Art der Rehabilitation.
Die Nachteile der zementfreien Verankerung gegenüber der zementierten Technik liegen darin, daß nach bisherigen Kenntnissen die sekundäre Stabilisierung einer Prothese frühestens nach einem Zeitraum von 6 bis 8 Wochen eintritt.
Aus Hofmann et al. (Progression of human bone ingrowth into porous-coated implants. Acta Orthop Scan 1997; 68 (2): 161–166) ist zu entnehmen, daß der Vorgang der sekundären Stabilität bei Hüftprothesen auf bis zu 9 Monate verlängert ist. Das Einwachsverhalten von menschlichem trabekulärem Knochen bei einer Geschwindigkeit von etwa 1 Mikrometer/Tag erklärt die Ergebnisse seiner Studie. Es wurde ein maximal erreichbares Einwachsen der Prothese erst 9 Monate nach der Operation, selbst wenn oberflächenbehandelte Prothesen verwendet wurden, erreicht. Dies deckt sich mit den Beobachtungen von Krüger et al. (Teilbelastung oder Vollbelastung – Therapiestrategie nach zementfreier Hülftotalendoprothese Orthop Praxis 1998; 34 (5): 287–293). Krüger stellte stets in den ersten 6 Monaten nach der Operation ein Nachsintern des Prothesenschaftes mit Ausbildung einer zarten Skleroselinie in der Zone 1 nach Gruen fest. Auch Wall et al. (Auswertung der Osseointegration von zementlosen Hüftprothesenstielen mit Computerauswertung digitaler Röntgendensitometrie Orthop. Praxis 34: 73–77 1998) zeigte unabhängig von den beiden untersuchten Prothesentypen in den ersten 6 Monaten nach der Operation in allen Gruen-Zonen eine Verminderung der optischen Dichte des Knochengewebes um 18 Prozent. Erst danach fand sich ein Wiederanstieg der Knochendichte, welche 24 Monate nach der Operation jedoch nur einen Ausgangswert von 92 bis 97% erreichte. Als Folge davon sollen in vielen Zentren Patienten das operierte Bein (bis zu 6 Monate nach der Operation) entlasten. Hierdurch soll vermieden werden, daß die Prothese weiter in den Knochen einsinkt oder Frakturen entstehen.
Die durch pathologische Mikrobewegungen (> 150 Mikrometer) gestörte sekundäre Integration des Knochens in die Prothese führt nach Burke et al. (Micromotion of cemented and uncemented femoral components. J Bone Joint Surg 73B: 33–38 1991) zu einer bindegewebigen Ausbildung des Grenzbereiches zwischen Knochen und Prothese. Dies und die dadurch resultierende Angst vor Frakturen machen eine Entlastung der Prothese für einen längeren Zeitraum notwendig. Dadurch wird die Rehabilitation der Patienten deutlich verlängert und es kann zu mehr und längerandauernden Beschwerden kommen.
Andererseits kommt es durch die verminderte mechanische Belastung des Knochens (Spannungsabschirmung) zu einer periprothetischen Knochenatrophie, die bis zu einem Jahr andauern und als ein Grund für eine frühzeitige Lockerung der zementfreien Prothese angesehen werden kann.
Durch die Operationen, die Zeit der postoperativen Nachbehandlung in den Kliniken, die Ausfallzeit in der Rehabilitationsphase, für jüngere Patienten die Reintegration in den Arbeitsprozeß und durch spätere Folgeoperationen entstehen enorme Kosten für die Solidargemeinschaften.
Zur Verbesserung der Früh- und Langzeitergebnisse nach endoprothetischem Ersatz stehen bisher Überlegungen zur Verbesserung des Prothesendesigns mit proximaler Krafteinleitung, Rotationsstabilität, Oberflächenbeschichtungen und Pressfit-Technik bei der zementfreien Endoprothese im Vordergrund. Bei der derzeitigen klinischen Behandlung gibt es keine Verwendung von Arzneimitteln zur Steigerung des Einwachsens von Endoprothesen, wenn auch in neueren Studien der Einsatz von Wachstumsfaktoren (z. B. BMPs) in Verbindung mit zementfreien Implantaten untersucht wird (Proceedings of the annual meeting of the ORS 5,245,339,599 1998 New Orleans).
Andererseits zeigen insbesondere in der Osteoporoseforschung Medikamente aus der Gruppe der Amino-Bisphosphonate einen positiven Einfluß auf das „bone-remodeling" und eine Zunahme der Knochenmasse und der Knochenqualität. Vorklinische Kenntnisse über biologische und physische Eigenschaften der Bisphosphonate existieren seit etwa 30 Jahren.
Jedes Bisphosphonat hat seine eigenen chemischen, biologischen und physiologischen Eigenschaften und somit sein eigenes Wirkungsprofil. Unter anderem können Bisphoshonate auch in der Knochenchirurgie eingesetzt werden.
So ist aus WO 94/21266 A1 die Verwendung von Bisphosphonaten in der Knochenchirurgie bekannt. Insbesondere Clodronat wird vor und/oder nach einer Transplantationsoperation zur verstärkten Bildung von Knochengewebe und/oder zur Eliminierung späterer Komplikationen nach Implantationen eingesetzt. Es wird eine tägliche Dosierung von 0,01 bis 100 mg/kg beschrieben, für parenterale Anwendung bevorzugt von 0,5 bis 20 mg/kg, für i.v. Applikation von 0,5 bis 5 mg/kg und für orale Anwendung 10 bis 100 mg/kg.
Es wird empfohlen, die Behandlung 1 bis 3 Wochen vor der Operation zu beginnen und/oder nach einer Operation bevorzugt für 1 bis 6 Monate durchzuführen. Anhand einer Knochentransplantation wurde gezeigt, daß nach 35 Tagen neue Knochenformation fast durch die ganzen Transplantate in den behandelten Tieren vorhanden war. Anhand eines explantierten Knochen-Zahnimplantates wurde gezeigt, daß bei Anwendung von Clodronat nach 4-wöchiger Behandlung (1 Woche vor der Operation und 3 Wochen danach) die Osteogenese (Knochenbildung) intensiver ist als bei nicht mit Clodronat behandelten Patienten.
In WO 94/30421 A1, WO 95/28936 A1 bzw. US 5,646,134 werden Bisphosphonate zur Behandlung und/oder Vorbeugung von Endoprothesen-Lockerungen und -Wanderungen beschrieben.
Gemäß WO 95/30421 A1 wird zum Schutz vor Prothesenlockerung und -wanderung die Verabreichung eines Bisphosphonates vor, während und nach der Operation empfohlen. Die vorgeschlagene Dosierung liegt zwischen 0,002 und 3,40 mg/kg, vorzugsweise 0,01 und 2,40 mg/kg, die kontinuierlich, z. B. täglich oder in zyklischen Intervallen zu verabreichen ist. Getestete Tiere (Schafe) erhielten die Behandlung mit einem Bisphosphonat unmittelbar i.v. nach der Operation. Gegebenenfalls soll diese Behandlung in Abständen fortgesetzt werden, so z. B. alle 4 oder 8 Wochen. Durch monatliche Untersuchungen wurde der Prothesensitz kontrolliert und nach einem Jahr aufgrund weiterer Untersuchungen festgestellt, daß die Verbindungen zum Schutz vor Prothesenlockerung geeignet seien. Genaue Daten sind aber nicht offenbart. Ebenso ist nicht beschrieben, welche Mittel zum Einsatz kamen. Da die Ausführungsbeispiele Darreichungsformen von Pamidronat, Risedronat und EB 1053 darstellen, ist anzunehmen, daß es sich bevorzugt um diese Verbindungen handelt.
Gemäß WO 95/28936 A1 bzw. US 5,646,134 werden Bisphosphonate, vorzugsweise Alendronat, zum Schutz vor periprothetischem Knochenverlust durch Hemmung der Knochenresorption und zur Linderung der mit dem Knochenverlust einhergehenden Schmerzen eingesetzt. Alendronat wird vorzugsweise oral oder parenteral appliziert, wobei alternativ auch das orthopädische Implantat mit einem Bisphosphonat überzogen sein kann, um die Befestigung an den Knochen während der Operation zu verstärken. Die effektive Dosierung liegt bei 1,5 bis 3000 μg/kg Körpergewicht, vorzugsweise bei 10 μg/kg, wobei die Knochenresorption nicht vollständig gestoppt werden kann. Sie erfolgt durch die Behandlung mit höheren Dosen Alendronat lediglich viel langsamer.
Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung der Osseointegration von Endoprothesen derart zu erreichen, daß die sekundäre Stabilität so schnell wie möglich erreicht wird, um so auch eine schnellere Rehabilitation der Patienten zu gewährleisten.
Überraschend wurde festgestellt, daß durch eine kurzzeitige direkt postoperative Applikation von Ibandronsäure (1-Hydroxy-3-(N-methyl-N-pentyl)aminopropyl-1,1-diphosphonsäure), deren physiologisch verträglichen Salzen und Estern die Osseointegration von Endoprothesen, insbesondere von Gelenkprothesen, wie zum Beispiel Kniegelenk-Sprunggelenk- und Schultergelenkendoprothesen, ganz besonders bevorzugt jedoch von Hüftgelenkendoprothesen, beschleunigt wird und die sekundäre Stabilisierung der Prothese bereits nach 5 Wochen, vorzugsweise nach 2 bis 4 Wochen erreicht wird. Man versteht unter „Osseointegration" die direkte strukturelle und funktionelle Verbindung zwischen vitalen Knochen und der Oberfläche von belasteten Implantaten.
Die kurzfristige Gabe von Ibandronat, beginnend während der Operation, über einen Zeitraum von ca. 2 bis 4 Wochen, 1 bis 7 × pro Woche oder zyklisch intermittierend (in Abhängigkeit der individuellen Vorgaben des Patienten, wie z. B. Alter, Geschlecht und Knochenstoffwechsel (osteoporotisch, osteopenisch, juvenil)) verhinderte die osteoklastär vermittelte Knochenresorption und unterstützte durch ein Überwiegen der osteoblastischen Reaktion ein vermehrtes Knochenwachstum an die Prothese. Es wurde somit eine schnelle Zunahme der Knochenmasse um die Prothese erreicht. Sowohl die Bildung einer größeren Menge des integrierten Knochens als auch dessen frühere Reifung konnte unter Vermeidung von Osteopenie um die Prothese durch Ibandronatgabe erzielt werden. Da der Zeitraum der verminderten mechanischen Belastung der intakten Knochen des Patienten, insbesondere bei Hüfgelenkoperationen, erheblich verkürzt werden konnte, trat auch die gefürchtete Knochenatrophie nicht oder nur in vernachlässigbarem Maße auf.
Vorzugsweise wurde das Natriumsalz der Ibandronsäure eingesetzt.
Ibandronsäure oder seine pharmazeutisch verträglichen Salze, vorzugsweise das Natriumsalz, sind in der Technik allgemein bekannt. Ibandronsäure und ihre pharmazeutisch verträglichen Salze sind beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung Nr. 252,504 und US-Patent Nr. 4,927,814 beschrieben worden.
Ibandronsäure oder seine Salze können in flüssiger, fester oder in Form von Aerosolen oral, enteral, parenteral, topisch, nasal, pulmonal oder rektal in allen üblichen nichttoxischen pharmazeutisch akzeptierten Trägermaterialien, Adjuvantien und Zusätzen verabreicht werden. Der Begriff „parenteral" umfaßt dabei subkutane, intravenöse und intramuskuläre Zufuhr oder Infusionen. Orale Applikationsformen können z. B. Tabletten, Kapseln, Dragees, Sirupe, Lösungen, Suspensionen, Emulsionen, Elixiere etc. sein, die einen oder mehrere Zusätze aus den folgenden Gruppen enthalten können, wie z. B. Geschmacksstoffe, Süßstoffe, Farbstoffe und Konservierungsmittel. Orale Applikationsformen enthalten den wirksamen Bestandteil zusammen mit nichttoxischen, pharmazeutisch akzeptierten Trägermaterialien, die zur Herstellung von Tabletten, Kapseln, Dragees usw. geeignet sind, wie z. B. Calciumcarbonat, Natriumcarbonat, Lactose, Calciumphosphat oder Natriumphosphat; Stärke, Mannit, Methylcellulose, Talkum, hochdisperse Kieselsäuren, höhermolekulare Fettsäuren (wie Stearinsäure), Erdnußöl, Olivenöl, Paraffin, Miglyol, Gelatine, Agar-Agar, Magnesiumstearat, Bienenwachs, Cetylalkohol, Lecithin, Glycerol, tierische oder pflanzliche Fette oder feste hochmolekulare Polymere (wie Polyethylenglykole). Tabletten, Kapseln, Dragees usw. können mit einem entsprechenden Überzug, wie z. B. Glycerylmonostearat oder Glyceryldistearat versehen werden, so daß unerwünschte Nebenwirkungen im Magen verhindert werden, oder es durch die verzögerte Absorption im Gastrointestinaltrakt zu einer länge ren Wirkungsdauer kommt. Als Injektionsmedium kommen vorzugsweise sterile injizierbare wäßrige oder ölige Lösungen oder Suspensionen zur Anwendung, welche die üblichen Zusätze, wie z. B. Stabilisierungsmittel und gegebenenfalls Lösungsvermittler enthalten. Derartige Zusätze können z. B. Wasser, isotonische Kochsalzlösung, 1,3-Butandiol, Fettsäuren (wie Ölsäure), Monoglyceride, Diglyceride oder Miglyol sein. Für die rektale Anwendung können alle geeigneten nicht irritierenden Zusätze verwendet werden, die bei normalen Temperaturen fest und bei Rektaltemperatur flüssig sind, wie z. B. Kakaobutter und Polyethylenglykol. Für die Anwendung als Aerosol kommen die pharmazeutisch üblichen Trägermedien zur Anwendung. Für den äußerlichen Gebrauch finden Cremes, Tinkturen, Gele, Lösungen oder Suspensionen usw. mit den pharmazeutisch üblichen Zusätzen Anwendung.
Folglich umfaßt die vorliegende Erfindung die Verwendung von Ibandronsäure oder ihren physiologisch verträglichen Salzen oder Estern zur Herstellung von Medikamenten für die Verbesserung der Osseointegration von zementfrei verankerten Endoprothesen durch kurzzeitige Verabreichung direkt nach der Operation und für einen Zeitraum von zwei bis vier Wochen.
Die tägliche i.v. äquivalente Dosierung für Ibandronat liegt vorzugsweise bei 0,1 μg/kg bis 100 μg/kg Körpergewicht, vorzugsweise bei 1 bis 100 μg/kg Körpergewicht. Besonders bevorzugt ist eine tägliche Dosierung von 20 bis 30 μg/kg Körpergewicht mit der eine komplette Integration bereits nach 15 bis 20 Tagen erreicht wird.
Für die erfindungsgemäße Verwendung liegt Ibandronat vorzugsweise als Lösung zur parenteralen Anwendung vor, die den Wirkstoff in einer Menge von 0,01 bis 20 mg enthält.
Bei Verwendung anderer Applikationsformen muß die Dosierung entsprechend der Bioverfügbarkeit der Applikationsform eingestellt werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich daher speziell auf die Verwendung von Ibandronsäure oder ihren physiologisch verträglichen Salzen, vorzugsweise Natriumsalz, oder Estern zur Herstellung von Medikamenten für die Verbesserung der Osseointegration von zementfrei verankerten Endoprothesen durch kurzzeitige Verabreichung direkt nach der Operation und für einen Zeitraum von zwei bis vier Wochen. Ibandronat kann in einer Dosierung von 0,1 bis 100 μg/kg Körpergewicht, vorzugsweise 1 bis 100 μg/kg Körpergewicht verwendet werden. Inbandronat kann ebenso als eine Lösung zur parenteralen Verwendung mit einem Wirkstoffgehalt von 0,01 bis 20 mg verwendet werden. Die Verabreichung kann ein- bis siebenmal pro Woche durchgeführt werden. Die Verwendung von Ibandronsäure, wie beschrieben, kann ebenso durch intermittierende zyklische Applikation durchgeführt werden.
Anschließend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
BEISPIEL
Material und Methoden
Sechs Monate alte weibliche Spregue-Dawley Ratten werden in Käfigen gehalten und einem 12 Stunden Tag und Nacht Rhythmus ausgesetzt. Zu Nahrung und Wasser haben die Tiere freien Zugang. Die Tiere wurden nach den gesetzlichen Vorgaben gehalten und gepflegt und die Studien wurden mit der Genehmigung und unter Aufsicht des Regierungspräsidiums Darmstadt durchgeführt.
Die Tiere wurden randomisiert auf die verschiedenen Versuchsgruppen aufgeteilt. Die Anästhesie wurde durch eine intraperitoneale Gabe von Ketamin (75 mg/kg) und Xylazin (5 mg/kg) durchgeführt. Beide Hinterläufe wurden rasiert und mit Betaisadonna Lösung desinfiziert. Unter aseptischen Bedingungen wurde eine medioparapatellare Arthrotomie des Kniegelenkes durchgeführt und die Patella nach lateral disloziert. Der medullare Kanal wurde distal in der intercondylaren Inzisur eröffnet und der Kanal mit einem 1,0 mm im Durchmesser messenden Kirchnerdraht aufgebohrt bis zur proximalen Metaphyse des Femurs. Anschließend wurde in den rechten Femur ein Titan-Kirchnerdraht und in den linken Femur ein Hydroxylapatit-beschichteter Kirchnerdraht bis in die proximale Metaphyse eingebracht. Das Zugangsloch wurde mit Knochenwachs verschlossen, die Patella reponiert, der Extensorapparat des Hinterlaufes rekonstruiert, das Weichteilgewebe adaptiert und die Haut mit einer intrakutanen Naht verschlossen. Die Hinterläufe wurden dann auf eine normale postoperative Bewegung untersucht. Den Tieren wurden eine freie Beweglichkeit in ihren Käfigen erlaubt und täglich wurde die Aktivität und die Belastung der Hinterlaufe kontrolliert.
Die Gabe von Ibandronat oder NaCl 0,9% erfolgte gemäß der Beispiele 1 und 2. Nach Ablauf der vorgegebenen Therapiezeit wurden die Tiere in einer Kohlendioxidkammer euthanasiert und direkt anschließend beide Feniora entnommen, vollständig vom Weichteilgewebe befreit und in Alkohol für die weitere histologische Bearbeitung fixiert. Es folgte die röntgenologische Darstellung der- kompletten Rattenfemura im Seitenvergleich zur Beurteilung der groben Morphologie und zur Dokumentation. Besondere Berücksichtigung erfahren hierbei die Knochenareale, in denen es zu einer Veränderung des Knochens, wie zum Beispiel Zunahme bzw. Abnahme von trabekulärem Knochen, Veränderungen der Knochendichte, Lockerungssäume am Implantat, periostale oder endostale Veränderungen gekommen ist. Die Auswertung erfolgt hier rein deskriptiv.
Präparation der Knochenproben
Beschreibung der Präparatherstellung mittels der Trenn-Dünnschnitt-Technik zur Herstellung histologischer Schnitte von konventionell nicht schneidbaren Geweben nach Prof. Donath. (Donath, K.; Breuner, G.: A method for the study of undecalcified bones and teeth with attached soft tissue. The Saege-Schliff (sawing and grinding) technique., 1. Oral Pathology 1982, 11: 318–26). Die Trenn-Dünnschnitt-Technik ist eine bewährte Methode zur Erstellung dünner Schnitte unter 10 μm von konventionell nicht schneidbaren Geweben und Materialien (z. B. Implantat tragende Röhrenknochen) zur histologischen Diagnostik.
Histologie
Die histologische Untersuchung von Knochen unter dem Lichtmikroskop gibt Kenntnis über die gesamte Struktur und über die Verteilung von Knochenkomponenten. Nach der histologischen Fixierung und der Erstellung von Dünnschnitten mit dem Exakt-Trennschleifsystem der Firma Exakt-Apparatebau, (Norderstedt/Germany) erfolgt die Färbung mit Toluidinblau. Diese Färbung ist einfach durchzuführen und ihre Metachroniasie erlaubt Aussagen über Knochenan- und -umbauvorgänge. Auch andere Färbemethoden, wie z. B. die Hämatoxylin-Eosin-Färbung, die van Gieson-Färbung oder die Masson-Golner-Färbung erlaubten gute Darstellungen der eingebetteten Gewebe. Es erfolgte eine Fotodokumentation der erstellten Präparate. Die quantitative Auswertung der Ergebnisse erfolgte histomorphometrisch.
Histomorphometrie
Histomorphometrisch wurde die knochenbedeckende Fläche am Metallimplantat dargestellt und berechnet. Hierzu wurde eine spezielle Software eingesetzt.
Beispiel 1

1a) Zeitlicher Ablauf der Osseointegration von Titanimplantaten und hydroxylapatitbeschichteten Implantaten im Knochen von 6 Monaten alten Spregue-Dawley-Ratten
1b) Zeitlicher Ablauf der Osseointegration von Titanimplantaten und hydroxylapatitbeschichteten Implantaten im Knochen von 6 Monaten alten Spregue-Dawley-Ratten unter der Gabe von 1 μg FAE/kg/d, 5 μg FAE/kg/d und 25 μg FAE/kg/d Ibandronat (FAE = free acid equivalent, d. h. alle Dosierungen beziehen sich auf freie Säureäquivalente)

Vier experimentelle Gruppen wurden gebildet und die Tiere randomisiert auf diese verteilt. Pro Zeitpunkt wurden 2 Tiere für jede Gruppe operiert und getötet.

1) Kontrollgruppe:	Nach der Implantation der Implantate tägliche subkutane Gabe von 0,9% NaCl
2) Experimentelle Gruppe 1: (1 μg FAE/kg/d)	Nach der Implantation der Implantate tägliche subkutane Gabe von 1 μg FAE/kg/d Ibandronat
3) Experimentelle Gruppe 2: (5 μg FAE/kg/d)	Nach der Implantation der Implantate tägliche subkutane Gabe von 5 μg FAE/kg/d Ibandronat
4) Experimentelle Gruppe 3: (25 μg FAE/kg/d)	Nach der Implantation der Implantate tägliche subkutane Gabe von 25 μg FAE/kg/d Ibandronat

Die Tiere wurden an 11 definierten Zeitpunkten (Tage nach der Implantation) getötet: 0, 4, 7, 10, 14, 18, 22, 27, 32, 37, 42.
Die weitere Verfahrensweise entsprach der Versuchsbeschreibung.
Auswertung:
Die Osseointegration der mit Ibandronat behandelten Gruppen konnte im Vergleich zur unbehandelten Gruppe deutlich verbessert werden. Ein nahezu komplettes Einwachsen war in der unbehandelten Gruppe nach 37 Tagen zu finden, hingegen war bei der mit 25 μg FAE/kg/d Ibandronat behandelten Gruppe überraschenderweise schon nach 18 Tagen die komplette Integration zu sehen. Somit konnte ein zeitlicher Vorteil durch Ibandronat-Behandlung von mehr als 50% erzielt werden.
Beispiel 2

2a) Signifikante Unterschiede der Osseointegration von Titanimplantaten und hydroxylapatitbeschichteten Implantaten im Knochen von 6 Monate alten Ratten an einem definierten Zeitpunkt nach der Gabe von 1 μg FAE/kg/d, 5 μg FAE/kg/d und 25 μg FAE/kg/d Ibandronat im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrollgruppe
2b) Signifikante Unterschiede der Osseointegration von Titanimplantaten und hydroxylapatitbeschichteten Implantaten im Knochen von 6 Monate alten Ratten an einem definierten Zeitpunkt nach einer Bolusgabe von Ibandronat in der Gesamtmenge der Dosis von 1 μg FAE/kg/d, 5 μg FAE/kg/d und 25 μg FAE/kg/d Ibandronat einmal pro Tag, im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrollgruppe
2c) Signifikante Unterschiede der Osseointegration von Titanimplantaten und hydroxylapatitbeschichteten Implantaten im Knochen von 6 Monate alten Ratten an einem definierten Zeitpunkt zwischen einer Bolusgabe und einer kumulativen Gabe über den gesamten Zeitraum

Sieben experimentelle Gruppen wurden gebildet, die Auswertung erfolgte nach 15 bis 20 Tagen, vorzugsweise nach 18 Tagen. Der definierte Zeitpunkt wurde aus Beispiel 1 abgeleitet (mit einer statistisch ausreichenden Anzahl von 15 Versuchstieren, wodurch ein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen erzielt werden konnte (p < 0,01)).

1) Kontrollgruppe:	Nach der Operation subkutane Gabe von 0,9% NaCl für 15 bis 20 Tage
2) Experimentelle Gruppe:	Nach der Operation subkutane Gabe von 1 μg FAE/kg/d Ibandronat für 15 bis 20 Tage
3) Experimentelle Gruppe:	Nach der Operation subkutane Gabe von 5 μg FAE/kg/d Ibandronat für 15 bis 20 Tage
4) Experimentelle Gruppe:	Nach der Operation subkutane Gabe von 25 μg FAE/kg/d Ibandronat für 15 bis 20 Tage
5) Experimentelle Gruppe:	Nach der Operation einmalige Bolusgabe subkutan von 1 μg FAE/kg/d Ibandronat für 15 bis 20 Tage
6) Experimentelle Gruppe:	Nach der Operation einmalige Bolusgabe subkutan von 5 μg FAE/kg/d Ibandronat für 15 bis 20 Tage
7) Experimentelle Gruppe:	Nach der Operation einmalige Bolusgabe subkutan von 25 μg FAE/kg/d Ibandronat für 15 bis 20 Tage

Auswertung:

2a) Deutliche signifikante Unterschiede der behandelten Gruppen im Vergleich zur Kontrollgruppe (50%ige Steigerung bei einer Gabe von 25 μg FAE/kg/d Ibandronat im Vergleich zur Kontrollgruppe)
2b) Deutliche signifikante Unterschiede der Bolus-behandelten Gruppen im Vergleich zur Kontrollgruppe (50%ige Steigerung bei einer Gabe von 25 μg FAE/kg/d Ibandronat im Vergleich zur Kontrollgruppe)
2c) Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den Bolusgaben und den kumulativen Gaben festgestellt. Damit hat die einmalige Bolusgabe deutlich klinische Vorteile.

Claims

Verwendung von Ibandronsäure oder physiologisch verträglichen Salzen oder Estern davon zur Herstellung von Medikamenten zur Verbesserung der Osseointegration von zementfrei verankerten Endoprothesen durch kurzzeitige Verabreichung direkt nach der Operation und für einen Zeitraum von zwei bis vier Wochen.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ibandronat in einer Form zur Verabreichung in einer Dosierung von 1 bis 100 μg/kg Körpergewicht vorliegt.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ibandronat in Lösungsform in einer Form zur parenteralen Verabreichung mit einem Gehalt an Wirkstoff von 0,01 bis 20 mg vorliegt.
Verwendung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verabreichung 1 bis 7 Mal pro Woche stattfinden muß.
Verwendung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verabreichung zyklisch und in Abständen stattfinden muß.