Bestimmung der Größe der spezifischen Oberfläche von Knochenersatzmaterialien mittels GasadsorptionAnalysis of the size of the specific surface area of bone regeneration materials by gas adsorption

Fragestellung: Die Oberfläche sowie die Mikro- und Mesoporosität von Knochenersatzmaterialien beeinflussen deren chemische und biologische Eigenschaften. Daher wurden in dieser Untersuchung die Größe der spezifischen Oberfläche sowie die Verteilung der Porendurchmesser (Poren < 1 μm) in Knochenersatzmaterialien bestimmt. Material und Methode: Die untersuchten Hydroxylapatite waren synthetischen, bovinen und phytotrophen Ursprungs. Die Trikalziumphosphate und die Biogläser umfassten nur rein synthetische Materialien. ¶Die Gasadsorptionsuntersuchung je einer Probe erfolgte mit Hilfe eines volumetrischen N2-Kr-Systems (ASAP 2010, Micromeritics). Zusätzlich wurde für Materialien mit spezifischen Oberflächen ¶> 2 m2/g die Porengrößenverteilung nach der BJH-Methode ermittelt. Ergebnisse: 1. Spezifische Oberfläche: 2 der Materialien zeigten eine auffallend große spezifische Oberfläche (BioOss 79,7 m2/g, Algipore neu 14,6 m2/g). Eine mittlere Oberfläche zeigten Algipore alt (4,9 m2/g) und Interpore 200 (2,64 m2/g). Die übrigen Materialien zeigten nur kleine Oberflächen (Ceros 80 1,8 m2/g, Ceros 82 ¶1,31 m2/g, Cerasorb 1,2 m2/g, Biobase 0,7 m2/g, Endobone 0,7 m2/g, Perioglas 0,6 m2/g, Allotropat 50 0,2 m2/g, Biogran 0,2 m2/g). 2. Häufigkeitsverteilung des Porendurchmessers: Die Materialien mit großen und mittleren spezifischen Oberflächen zeigten folgende Porendurchmesser: BioOss 2–50 nm, Algipore neu 2–¶100 nm, Algipore alt 5–50 nm, Interpore 200 2–100 nm. Porengrößen < 2 nm fanden sich kaum. Schlussfolgerungen: Die Materialien BioOss, Algipore alt und neu und Interpore 200 haben ein großes interkonnektierendes Mesoporensystem (Durchmesser < 1 μm). Für die Materialien Biobase, Endobone, Perioglas, Allotropat 50 und Biogran ist dies nicht anzunehmen. Die Materialien Ceros 80, Ceros 82 und Cerasorb zeigen eine dazwischen liegende spezifische Oberflächengröße und weisen einen mäßigen Anteil von solchen interkonnektierenden Poren auf. Ein Einfluss der interkonnektierenden Porosität und der deutlich unterschiedlichen spezifischen Oberflächen auf das Verhalten der Knochenersatzmaterialien in vivo ist nahe liegend.