@phdthesis{Roesch2006,
  author    = {R{\"o}sch, Philipp A.},
  title     = {Einfluss von Aminos{\"a}uren und Proteinen auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Calcium-Phosphat-Zementen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18413},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Auswirkungen von Aminos{\"a}uren (AS) und Proteinen auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Calciumphosphat-Zement in Hinblick auf ihre klinische Verwendbarkeit zu untersuchen. Im Rahmen der Arbeit wurden ein zweikomponentiger Zement bestehend aus Tetracalciumphosphat (TTCP) und Calciumhydrogenphosphat (Monetit, DCPA), sowie zwei einkomponentige Zemente aus mechanisch aktiviertem alpha-Tricalciumphosphat (alpha-TCP) bzw. beta-Tricalciumphosphat (beta-TCP) verwendet. Die Zemente wurden mit verschiedenen Aminos{\"a}uren und Proteinen durch Zusatz zur fl{\"u}ssigen Zementphase modifiziert. Untersuchte Qualit{\"a}tsparameter waren die Abbindezeit nach Gillmore, die mechanische Stabilit{\"a}t sowie die Phasenzusammensetzung nach Aush{\"a}rtung und {\"A}nderungen der Oberfl{\"a}chenladung und des pH-Werts der Zementpartikel nach Modifikation. Die Abbindezeit wurde mittels der Gillmor-Nadel-Methode untersucht. Hierbei zeigten sich teilweise deutlich verl{\"a}ngerte Abbindephasen wie z.B mit Arginin (ST = 18 min) auf das Vierfache des Zementnormwertes. Eine Abh{\"a}ngigkeit der Abbindezeit von der Konzentration konnte nur f{\"u}r TTCP-DCPA-Zement mit Proteinen nachgewiesen werden. Untersuchungen der Partikelladung der Zementbestandteile {\"u}ber das Zeta-Potential ergaben f{\"u}r Arginin in Verbindung mit allen Zementen die h{\"o}chsten Potentiale von bis zu -35,1 ± 1,1 mV, was {\"u}ber die verst{\"a}rkten Abstoßungskr{\"a}fte der CPC-Partikel die Verl{\"a}ngerung der Abbindezeiten erkl{\"a}rt. Die Bestimmung der pH-Werte der suspendierten Zementpartikel in Aminos{\"a}urel{\"o}sungen ergab f{\"u}r alle Proben basischere pH-Werte als die jeweiligen isoelektrischen Punkte der Aminos{\"a}uren. Dies bedingt, dass alle Verbindungen in deprotonierter Form vorliegen. Die Ermittlung der Druck- und Zugfestigkeit der Zemente erfolgte im standardisierten Verfahren nach Verdichtung der Zementpaste. Die Druckfestigkeit (CS) der unmodifizierten Zemente lag bei 64,1 ± 3,0 MPa (alpha-TCP), 51,8 ± 4,1 MPa (beta-TCP) und 83 ± 10 MPa (TTCP-DCPA). Es zeigte sich, dass Albumin und Fibrinogen zu einer Verringerung der Zementstabilit{\"a}t f{\"u}hren. Die Zugabe von Aminos{\"a}uren zu alpha-und beta-TCP Zementen erbrachte gleichbleibende bzw. verringerte Festigkeiten. Bei TTCP-DCPA-Zement verursachte die Modifikation mit einigen Aminos{\"a}uren h{\"o}here Festigkeiten bis 133,4 ± 4,2 MPa (CS) durch 20\% Glycin Zusatz, erkl{\"a}rbar durch eine h{\"o}here Dichte und damit geringere Porosit{\"a}t der Zementmatrix. Rasterlektronenmikroskopische Untersuchungen der TTCP-DCPA-Zementtextur zeigten zus{\"a}tzlich eine Ver{\"a}nderung des mikrostrukuturellen Aufbaus der Zementmatrix. Durch infrarotspektrometrische Untersuchung der abgebundenen Zemente konnte gezeigte werden, dass alle Aminos{\"a}uren als chemisch nicht gebundene Additive in der Zementmatrix vorliegen und sich mit Wasser auswaschen lassen. Eine Umsetzung der Zementreaktanden zu nanokristallinem Hydroxylapatit konnte durch die r{\"o}ntgendiffraktometrische Untersuchung f{\"u}r alle Formulierungen gezeigt werden. Die Verbesserungen der Zementeigenschaften einiger Proben sind im Bezug auf den klinischen Einsatz interessant, da sich so die Indikationsbreite der verst{\"a}rkten CPC erweitern ließe, beispielsweise auf gering kraft-belastete Defekte im Bereich der oberen Extremit{\"a}ten oder der Halswirbels{\"a}ule. Weiterf{\"u}hrende Untersuchungen m{\"u}ssten sich vor allem mit dem Mechanismus der beobachteten Zementverst{\"a}rkung besch{\"a}ftigen. Hierf{\"u}r m{\"u}ssten oberfl{\"a}chensensitive Verfahren zur Charakterisierung der Wechselwirkung von Zementpartikel und Aminos{\"a}ure, beispielsweise Festk{\"o}rper -NMR, zum Einsatz kommen.},
  language  = {de}
}