624 K. Jahnke und M. Galic: Vertrfiglichkeit bioinerter Aluminiumoxidkeramik

Auch beim Versuchstier lassen sich die Ausdifferenzierungen ausschliel31ich durch eine Aktivierung des oxydativen Stoffwechsels erklfiren. Sie sind reversibel, wie die Untersuchungen von Hildmann und Mfiller-Greeven bei experimenteller Tympanoplastik gezeigt haben: 15 Monate nach Tympanopla- stik waren sfimtliche Flimmerzellen und Becherzellen wieder verschwun- den.

Die schematische Darstellung der Reaktionsweisen der Paukenschleimhaut (Abb. 1) zeigt, dab fast alle Verfinderungen grundsfitzlich sogar spontan reversibel sind.

Erst zu dem Zeitpunkt, wo das Epithel zugrunde geht, kann es bei bestehender Trommelfellperforation zu einer echten Metaplasie im Sinne des Pathologen zu mehrschichtigem Plattenepithel kommen. Durch aktives Ein- greifen kann auch in diesem Stadium eine Heilung herbeigeffihrt werden.

Literatur

Arnold W (1977) Reaktionsformen der Mittelohrschleimhaut. Arch Otorhinolaryngol 216 : 369-473

Beck C (1979) Histologie des Ohres. In: Berendes J, Link R, Z611ner F (Hrsg) Hals-Nasen-Oh- ren-Heilkunde, 2. Aufl, Bd 5/I. Thieme, Stuttgart

Hildmann H, Mfiller-Greeven D (1978) Das Verhalten der Mittelohrschleimhaut bei Cholesteatom und nach Tympanoplastik. HNO 26:19-24

Schobel H (1979) Einige Ursachen des Mil3erfolges bei der Tympanoplastik. Laryngol Rhinol Otol 58: 583-591

Sch6ndorf J (1974) Histologische Untersuchungen zur Ausheilung der chronisch entziindeten Paukenschleimhaut nach Tympanoplastik. Laryngol Rhinol Otol 53:33-44

H. Enzmann (Heidelberg): In einigen Ihrer histologisehen Pr/iparate fiel mir die ausgeprfigte lymphozyt/ire, subepitheliale Infiltration auf. Solche Infiltrate im Mittelohr konnten wit als Teil einer Allergie des Typ IV (zellvermittelte Allergie, Kontaktallergie) beobachten. Haben Sie fitiologische Untersuchungen in dieser Richtung durchgefiihrt?

104. K. Jahnke, M. Galic (Tiibingen): Zur Vertr~iglichkeit bioinerter Aluminiumoxidkeramik im Mittelohr

The Biocompatibility of Aluminium Oxide Implants in Middle Ear Surgery

Summary. Scanning and transmission electronmicroscopic investigations were performed in order to study the biocompatibility of A1203-ceramic in the middle ear of 24 rabbits. Already after 3 weeks the implant was covered with a normal delicate mucous membrane. In electron scanning one could find a cuboidal epithelium, occasionally some ciliated cells. In our transmissionelectronmicroscopic studies the epithelial cells of the mucosa presented a normal appearance, with an intact basement membrane. We observed active fibroblasts but neither a thick fibrous layer nor giants cells. Thus signs of incompatibility could not be detected in any of the cases (up to

Vertrfiglichkeit bioinerter Aluminiumoxidkeramik 625

10 months). The subepithelial layer exhibits many normal blood vessels and some nerve fibres.

Up to now we implanted more than 150 prostheses of this bioinert material in tympanoplasties. The decisive factors speaking for the usage in middle ear surgery are: (a) optimal biocompatibility, (b) an insured and certain position, (c) after extensive shaping or after a new infection no partial resorption or atrophy of the material, (d) no fixation with the surrounding bone, (e) sufficient rigidity, but a ligament-like connection with the rest of the chain. Our preliminary results are very encouraging as far as compatibility and functional results are concerned.

Die augerordentlich gute Biokompatibilitfit der hochreinen Aluminiumoxid- keramik 1 hatte sich bereits Anfang der 70er Jahre tierexperimentell nachweisen lassen und sich bei klinischer Anwendung vor allem in der Orthopfidie bestfitigt [1]. Trotzdem war es erforderlich, die Vertrfiglichkeit dieses Materials im Mittelohr tierexperimentell zu tiberprfifen, da das Mittelohr mit keinem der zuvorigen Implantatlager zu vergleichen war und alle bisherigen alloplastischen Materialien Fremdk6rperreaktionen der Mittelohrschleimhaut hervorgerufen hatten. In den rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen [2] hatten wir normales kubisches Epithel mit Mikrovilli gesehen, die zu den Zellgrenzen hin gehfiuft vorkamen, gelegentlich auch Flimmerepithelien. Aus unseren Unter- suchungen von Plastikprothesen [3] wissen wir, daB auch fiber einem Kunststoff eine relativ unaufffillige Schleimhaut gefunden werden kann, wfihrend die eigentlichen Abwehrvorgfinge innerhalb der fibr6sen Abkapselung ablaufen. Dort fanden wir zahlreiche Immunozyten und Fremdk6rperriesenzellen. Deshalb war es notwendig - und gleiches gilt ftir jedes neu in das Mittelohr eingeffihrte Material - transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen anzuschliegen. Die Keramik wird schon nach 2 -3 Wochen yon normalem Epithel bedeckt, das zahlreiche Zellorganellen und eine intakte Basalmembran aufweist. Die dfinne subepitheliale Zellschicht besteht aus Fibroblasten unterschiedlichen Reifezustandes mit ausgepr~igtem rauhen endoplasmatischen Reticulum und aus einer lockeren Grundsubstanz, in der reife Kollagenfasern parallel verlaufen. Subepithelial sind zahlreiche Blutgeffige mit kontinuierli- chem Endothel sowie gelegentlich Nervenfasern zu sehen. Die Schleimhaut auf den nach 2 und 3 Wochen entnommenen Implantaten kann noch eine leichte Entztindung mit einzelnen Granulozyten zeigen, wie es einer normalen Wundheilung entspricht. Fremdk6rperriesenzellen oder eine fibr6se Abkapse- lung wurden nicht beobachtet. Dort, wo das Implantat Kontakt zum Stapes hatte, war aufgrund biomechanischer Faktoren (Relativbewegungen) eine etwas breitere Bindegewebsschicht entstanden [2, 4].

Inzwischen haben wir mehr als 150 Implantate aus hochreiner Alumini- umoxidkeramik bei Tympanoplastiken eingesetzt. Die gute Vertrfiglichkeit des Materials hat sich bestfitigt. Bisher wurde die Prothese bei zwei Patienten abgestogen, davon eiterte eine Prothese bei erneuter Infektion aus einem Ohr heraus, das insgesamt schon achtmal verschiedenenorts voroperiert worden war.

1 Frialit-Biokeramik, Friedrichsfeld GmbH, D-6800 Mannhei

626 K. Jahnke und M. Galic: Vertr~iglichkeit bioinerter Aluminiumoxidkeramik

Die Ursache bei dem zweiten abgestogenen Implantat nach zunfichst normaler Heilung ist vermutlich auf einen ungfinstigen Implantatsitz zurfickzuffihren. Bei einigen Patienten zeigte es sich, dab die lateralen Plattenanteile, auch wenn sie teilweise abgefrfist waren, die Trommelfel lebene nach auI3en drfingten. Dadurch k6nnte es zu Ernfihrungsst6rungen kommen. U m diese zu vermeiden, gingen wir dazu fiber, die relativ dicke Platte anzuschrfigen. Aul3erdem modifizierten wir den Implanta t typ mit schr~ggestellter Platte. Eine weitere Prothese wurde wegen eines ausgeprfigten Adhfisivprozesses entfernt. Bei fehlendem Stapes- k6pfchen wurde ein sicherer Implantatsitz dadurch erlangt, dab zwei Kerben in das Hohlschaf t - Implantat gefrfist wurden, welche fiber die Stapessehne und den vorderen Schenkel gest/ilpt wurden. U m die pseudarthroseart ige Verbindung zum Stapes zu verstfirken - unser Konzept sieht ja eine bewegliche und nicht eine versteifte Kette vor - , interponierten wir in letzter Zeit kleine Bindegewebs- oder Perichondriumlfippchen. Das gleiche gilt f~r die Fuf3platte, vor allem auch, um diese bzw. das Innenohr zusfitzlich zu schtitzen. Das Bindegewebe kann auch zur Stabilisierung des Columella-Sitzes beitragen. Knorpel interponieren wit weiterhin nur dann, wenn ein atrophisches Trommelfel l vorliegt, oder bei Adhfisivprozessen zur Vermeidung von Re- traktionstaschen. Die Indikation zur Ket tenrekonstrukt ion - welcher Ar t auch immer - ist jedoch bei chronischen Belfiftungsst6rungen des Mittelohres sehr streng zu stellen. M6gliche Mil3erfolge sind bei dieser Keramik eher auf Indikationsstellung und operat ive Technik - z. B. unzureichende Formgebung des Implanta tes - als auf seine Materialeigenschaften zurtickzuffihren. Die vorlfiufigen audiologischen Ergebnisse sind im Vergleich zu denen nach Einsetzen von Kunststoffprothesen deutlich besser. Wir werden sie unter Berticksichtigung der Ausgangssituation an anderer Stelle ver6ffentlichen.

Literatur

1 Heimke G, Griss P, Jentschura G, Krempien B, Gugel E, Petzenhauser I, Hennicke HW (1977) Keramische und keramikbeschichtete Knochenersatzwerkstoffe. BM fiir Forschung und Tech- nologie, T 77-70

2 Jahnke K, Galic M, Eitel W, Heumann H (1980) Electronmicroscopic observations on. A1203-ceramic implants in middle ear surgery. First World Congress on Biomaterials, Wien 1980

3 Galic M, Jahnke K (1980) Histological studies on plastic middle ear prostheses. (In preparation)

4 Jahnke K, Plester D (1980) Praktische Hinweise zur Anwendung yon Mittelohr-lmplantaten aus Aluminiumoxid-Keramik. HNO 28:115-118

J. Helms (Mainz): Herr Jahnke hat in seinen ersten Diapositiven lichtmikroskopische Bilder gezeigt und im Text ausgef/ihrt, dab die Keramikprothese sichtbar sei. Erkennbar war nur ein Hohlraum, der durch Weichteilgewebe begrenzt wurde. Meine Frage ist, ob Herr Jahnke wirklich die Grenzschicht zwischen Gewebe und Prothese unter Darstellung beider Seiten der Grenzschicht analysiert hat oder ob lediglich die Weichteilseite lichtmikroskopisch analysiert wurde.

K. Jahnke (Tiibingen), Schluftwort: Herrn Professor Helms danke ieh ffir seine Diskussionsbe- merkung. Die Grenzschicht zur Keramik ist transmissionselektronenmikroskopisch durch tangen- tiale Schnittffihrung darzustellen. Da unsere bioinerte Keramik - im Gegensatz zu anderen

U. Koch und W. Zimmer: Transtympanale Insufflation yon Schwefelhexafluorid 627

Keramiken - eine kristalline Struktur hat, ist sie selbst ffir die Transmissionselektronenmikroskopie nicht zu schneiden. Ihre Oberflfiche und die dtinne anhaftende Schicht konnten wir jedoch rasterelektronenmikroskopisch beurteilen, und zwar nach vorsichtigem Abheben der d~nnen Schleimhaut. Es fanden sich weder eine fibr6se Kapsel noch andere Hinweise auI eine Unvertrfiglichkeit. Diese Ergebnisse babe ich nicht gezeigt, da sie bereits ver6ffentlicht sind (Jahnke et al. 1st World Biomaterials Congress, Wien 1980).

105. U. Koch, W. Zimmer (a. G.) (Bonn): Transtympanale Insufflation von Schwefelhexafluorid (SF6)

Bei fehlendem Druckausgleieh fiber die Tuba Eustachii entwickelt sich in den Mittelohrr/iumen ein pathologischer Unterdruck, der in Abhfingigkeit u. a. von der Trommelfellelastizit/it zur Retraktion des Trommelfelles ffihrt. Die Folge kann z. B. die Entwicklung eines Cholesteatoms oder Adh/isivprozesses sein. Methoden zur Bel~ftung der Pauke, wie der Valsalvaversuch, ffihren nur zu einem kurzfristigen Druckausgleich in den Mittelohrrfiumen. Optimal w/ire es in diesen F/illen bei einer Tubendysfunktion und einer dadurch bedingten pathologischen Unterdruckentwicklung bei intaktem Trommelfell ein Gas in das minderbeltiftete Mittelohr zu bringen, das fiber die Mittelohrschleimhaut nicht resorbiert wird. Annfihernd diese Eigenschaften hat das inerte Gas Schwefel- hexafluorid (SF6). Dieses synthetisch hergestellte, ungiftige Gas ist yon hohem Molekulargewicht und wird nur sehr langsam resorbiert [1, 2].

Bei 22 Patienten mit Trommelfellretraktionen (z. T. im Promontorialbereich adh/isiv), epitympanalen Einziehungen und bei Patienten nach Tympanoplastik eines AdMsivprozesses oder Cholesteatoms mit beginnender Rezidivneigung ffihrten wir die Gasinsufflation mit SF6 durch. In Lokalanfisthesie wird das Trommelfell mit Collodium elasticum bestrichen. Anschliel3end wird das Trommelfell mit einer Kanfile durchstochen und das Gas SF6 langsam instilliert. Durch den erzeugten Uberdruck wird das Trommelfell nach augen verlagert. Durch eine zus/itzliche Paracentese k6nnen bei weiterer SF6-Insufflation die gesamten Mittelohrr/iume durchspfilt und die restliche Luft durch die Perfo- ration nach augen gedr~ckt werden. Zum Schlul3 werden beide Trommelfell- perforationen nochmals mit Collodium elasticum verschlossen. Voraussetzung ffir die Gasinsufflation ist eine auch passiv verschlossene Tube. Ist dies nicht der Fall, so wird das Gas fiber die Tube in den Nasopharynx gedrfickt und bleibt so ohne Effekt.

Bei allen Patienten wurden Verlaufsbeobachtungen bis zu 6 Monaten durchgeffihrt.

BeispieI 1: Durch SF6-Insufflation wurde ein retrahiertes Trommelfell, das im Promotorialbereich adhfisiv war, in Mittelstellung gebracht. Bei der tympanometrischen Verlaufsbeobachtung (s. Abb. la) bestand prfioperativ ein abgeflachtes Tympanogramm, bei dem praktisch kein Umschlags- punkt nachweisbar war.

Einen Tag nach SF6-Insufflation Iancl sich ein als normal anzusehendes Tympanogramm. Innerhalb von 6 Wochen wanderte der Umschlagspunkt in den negativen Druckbereich als Zeichen einer erneuten Unterdruckentwicklung im Mittelohr, so dab nach 6 Wochen praktisch der Ausgangspunkt wieder erreicht war. Dies entsprach dem otoskopischen Befund.

Beispiel 2: Bei einem weiteren Patienten konnte beim beginnenden sekundfiren Adhfisivprozeg eine H6rverbesserung yon durchschnittlich 20 dB durch SF6-Insufflation erreicht werden (s. Abb. lb).