Koralle
Koralle
Klinischer Überblick
Verwenden
Dosierung
Korallen werden implantiert und nicht als Medikament verabreicht; Daher gibt es keine spezifische Dosis.
Kontraindikationen
Kontraindikationen wurden nicht identifiziert.
Schwangerschaft/Stillzeit
Vermeiden Sie die Verwendung. Es fehlen Informationen zur Sicherheit und Wirksamkeit in Schwangerschaft und Stillzeit.
Interaktionen
Keiner ist gut dokumentiert.
Nebenwirkungen
Nebenwirkungen durch Korallen wurden nicht berichtet.
Toxikologie
Keine Daten.
Quelle
Korallen sind eine große Gruppe wirbelloser Meerestiere (Phylum Coelenterata), die während ihres Wachstums ein Mineralskelett ablegen und schließlich Korallenriffe bilden. Für medizinische Zwecke genutzte Korallen sind auf eine ausgewählte Anzahl von Gattungen beschränkt. Goniopora und Porites scheinen am häufigsten verwendet zu werden. Andere häufig verwendete Korallengattungen sind Acropora, Lobophyllia, Polyphyllia, Pocillopora und Foraminifera. Zu den Erntegebieten gehören das Karibische Meer, das Inselgebiet Neukaledonien im Pazifischen Ozean, das Rote Meer, die Ostküste Afrikas, der Golf von Thailand, die Küste der Insel Hainan und die Küste Australiens. (Chou 2013, Demers 2002)
Geschichte
Korallen werden seit langem als Baumaterial, als Schneidwerkzeuge und als Grundlage für Schmuck und Amulette verwendet. Erst Mitte der 1980er Jahre wurde sein Wert in der Chirurgie voll erkannt. Das aus der Matrix von Meereskorallen gewonnene natürliche Material dient als wirksames Substrat für das Wachstum von neuem Knochen in Bereichen, die durch ein Trauma beschädigt wurden oder eine Rekonstruktion erfordern. Korallen sind möglicherweise haltbarer als Knochen und scheinen einige der mit der herkömmlichen Knochentransplantation verbundenen Komplikationen zu beseitigen. (Demers 2002, Jimenez 2016, Loty 1990) Die remineralisierende Fähigkeit von Korallenkalzium aus versteinerten Korallenquellen auf Zähnen wurde untersucht. (Abdelnabi 2020)
Chemie
Korallenpolypen absorbieren im Meerwasser vorhandene Kalziumionen und Kohlensäure und produzieren Aragonitkristalle aus Kalziumkarbonat, die 97 bis 99 % des Korallenexoskeletts ausmachen. Der Rest besteht aus verschiedenen Elementen, darunter Magnesium (0,05 % bis 0,2 %), Natrium (0,4 % bis 0,5 %), Spuren von Kalium (0,02 % bis 0,03 %), Strontium, Fluor und Phosphor in Phosphatform. Es ist bekannt, dass die Oligoelemente in Korallen eine entscheidende Rolle bei der Knochenmineralisierung und bei der Aktivierung enzymatischer Reaktionen mit Osteoidzellen spielen. Strontium trägt zum Mineralisierungsprozess bei und schützt vor Verkalkung. Fluor ist in Korallen 1,25- bis 2,5-mal häufiger vorhanden als in Knochen und soll durch seine Wirkung auf die Osteoblastenproliferation die Knochenbildung unterstützen. (Demers 2002)
Die Hauptunterschiede zwischen natürlichen Korallen und Knochen sind der organische Gehalt und die Mineralzusammensetzung. Ein Drittel der Knochen besteht aus organischen Bestandteilen, verglichen mit 1 bis 1,5 % der Korallen. Der Mineralgehalt der Knochen besteht hauptsächlich aus Hydroxylapatit und amorphem Calciumphosphat in Verbindung mit Calciumcarbonat, während Korallen im Wesentlichen aus Calciumcarbonat bestehen. Die meisten im Knochen vorkommenden Elemente kommen in Korallen vor, jedoch in unterschiedlichen Konzentrationen. (Demers 2002)
Obwohl die strukturelle und mineralische Zusammensetzung von Korallen der von Knochen sehr ähnlich ist, werden Korallen nicht in ihrem natürlichen Zustand implantiert. Nach der Ernte wird die Koralle chemisch mit Hitze und hohem Druck behandelt, um die Kalziumkarbonatmatrix in Hydroxylapatit (Kalziumphosphathydroxid) umzuwandeln. Hydroxylapatit ist der normale Mineralstoffanteil im Knochen. (Choi 2017, Sivakumar 1996)
Ähnlich wie Hydroxylapatit besteht auch Zahnschmelz zu 96 Gewichtsprozent aus Mineralien und besteht im Allgemeinen aus 20 bis 40 nm großen Hydroxylapatit-Nanopartikeln. Aufgrund ihrer chemischen Ähnlichkeiten wurden Hydroxylapatit-Nanopartikel als Zahnschmelzersatz in Betracht gezogen, sodass eine lokalisierte Zahnschmelzreparatur durch die Verwendung einer analogen Verbindung erreicht werden kann, die eine weitere Demineralisierung verhindern kann. (Abdelnabi 2020)
Verwendung und Pharmakologie
Natürliche Korallen haben eine poröse Struktur, die eine beträchtliche Oberfläche für den Austausch bietet. Die Größe und Vernetzung der Korallenporen sind entscheidende Faktoren für die Resorptionsrate der Korallen und für die Rolle der Korallen bei der Knochenregeneration. Die Poren der verarbeiteten Korallen-Exoskelettmatrix haben einen Durchmesser von 150 bis 600 Mikrometern, wobei die miteinander verbundenen Porengrößen einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 260 Mikrometern haben. (Green 2013, Ripamonti 1992, Zeng 1991) Diese Abmessungen liegen im Bereich normaler Knochen, die Korallen bilden eine hervorragende Basis für die Ausbreitung neuen Knochenwachstums. Meereskorallen haben gegenüber menschlichen Knochen mehrere Vorteile. Korallen erfordern für die Transplantation keine chirurgische Entfernung einer Knochenmatrix an anderer Stelle im Körper des Patienten (z. B. der Hüfte), sie behalten ihre Form gut bei und bieten eine langlebige Matrix, die natürlichem Knochen sehr ähnelt. (Hippolyte 1991, Smith 1989)
Bei Korallen werden die mechanischen Eigenschaften hauptsächlich von der Richtung und dem Wachstum der Polypen sowie der Porosität des Skeletts beeinflusst. Korallen haben zwar in Wuchsrichtung bessere mechanische Eigenschaften, aber insgesamt haben vertikal wachsende Korallen im Vergleich zu horizontal wachsenden Korallen eine bessere Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen. Die mechanische Integrität kann aufrechterhalten werden, wenn die entsprechende Korallenresorptionsrate an die Knochenbildungsrate jeder Implantatstelle angepasst wird. Goniopora und Porites haben eine offene Porosität von 80 % bzw. 50 % und ähneln der von schwammigem Knochen, bei dem die Poren sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht eine schnelle Vaskularisierung sowie die Invasion und Anlagerung von neu gebildetem Knochen. Die dreidimensionale Struktur, Porosität, Porenverbindungen und Zusammensetzung häufig verwendeter natürlicher Korallen verleihen ihr osteokonduktive Kapazität und machen sie für die Regeneration von Hartgewebe geeignet. Seine osteokonduktive Fähigkeit ermöglicht die Zellanhaftung und das Zellwachstum durch das Gerüst des Materials, was für eine gute Unterstützung der Zellen charakteristisch ist. Die anfängliche Invasion von Blut- und Knochenmarkszellen in Korallen mit anschließender Vaskularisierung ist ein entscheidender Faktor für die Knochenregeneration. Untersuchungen haben eindeutig gezeigt, dass Korallen nur osteokonduktiv und kein osteoinduktives Material sind. (Demers 2002)
Korallen besitzen alle grundlegenden Eigenschaften eines adäquaten Knochenersatzmaterials, mit Ausnahme des Mangels an Osteoinduktivität und Osteogenese, die durch die Zugabe von Wachstumsfaktoren wie knochenmorphogenetischen Proteinen und Knochenmarkszellen erreicht werden können. Die Zugabe von Wachstumsfaktoren oder Knochenmarkszellen zu Korallentransplantaten verbessert im Allgemeinen die Knochenbildung im Vergleich zur alleinigen Implantation von Korallen. Korallengerüste fungieren als gute Träger von Wachstumsfaktoren und gute Unterstützung für die Zelltransplantation auf eine knöcherne Stelle. Tiermodelle haben eine erhöhte Osteogenese gezeigt, wenn ein geeignetes osteoinduktives Protein verwendet wurde, beispielsweise ein knochenmorphogenetisches Protein. (Demers 2002)
Knochentransplantat/Implantat
Korallen werden klinisch als Knochentransplantatersatz zur Behandlung einer Vielzahl von Knochenproblemen eingesetzt. Zu den getesteten Anwendungen gehören die Wirbelsäulenversteifung, die Reparatur traumabedingter Brüche, der Ersatz von gewonnenem Beckenknochen und behandelten Knochentumoren sowie das Auffüllen von Knochendefekten, hauptsächlich im parodontalen und kranial-maxillofazialen Bereich. Insgesamt scheinen die berichteten Ergebnisse zufriedenstellend zu sein, wobei die Infektionsraten zwischen 0 % und 11 % liegen, was mit den Raten vergleichbar ist, wenn autologer Knochen zur Behandlung verwendet wird. (Demers 2002)
Klinische Daten
In einer retrospektiven Untersuchung erhielten 20 Patienten mit mechanischen Schmerzen im unteren Rückenbereich im Zusammenhang mit diskogenen Schmerzsymptomen, jeweils mit Verlust der Bandscheibenhöhe und Bandscheibendehydration im Zusammenhang mit einer degenerativen Bandscheibenerkrankung in der Magnetresonanztomographie, vordere lumbale Zwischenkörperfusionen unter Verwendung eines korallinen Hydroxylapatit-Knochentransplantats. Der mittlere präoperative Behinderungswert von 64 % reduzierte sich bei der letzten Nachuntersuchung auf 35 %. Der klinische Erfolg wurde bei 16 Patienten nachgewiesen, die über eine Schmerzlinderung von 50 % oder mehr berichteten. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass koralliner Hydroxylapatit als vordere Komponente in einem instrumentierten zirkumferenziellen Lumbalfusionsmodell ähnlich funktioniert wie Autotransplantate und Allotransplantate. Der größte Nachteil seiner Verwendung besteht darin, dass es keine osteoinduktiven Eigenschaften hat. Das Implantat ist osteokonduktiv und erfordert eine große Schnittstelle direkt zum Knochen, damit eine Fusion stattfinden kann. (Thalgott 2002)
Eine andere Studie zeigte, dass natürliche Korallenblöcke, die im Defekt des Beckenkamms platziert wurden, zentripetal resorbiert wurden und am Ende von etwa zwei Jahren im Durchschnitt kleiner als 50 % ihrer ursprünglichen Größe waren. Keiner der Korallenblöcke wurde vollständig resorbiert. Korallen dienten als Gerüst für Weichgewebe und teilweise auch für das Einwachsen von Knochen, die ursprüngliche Form des Beckenkamms wurde jedoch nicht erreicht. (Vuola 2000)
In einer kleinen Studie mit 11 Patienten mit Knochendefekten heilten Knochendefekte nach der Rekonstruktion mit Korallenmikrogranulat schnell ab. Biopsien nach 8 und 18 Monaten zeigten eine gute Knochenbildung um die Korallenpartikel herum. (Issahakian 1989)
Eine Studie legt nahe, dass die Methode des partikulären Korallenhydroxylapatits, das durch ein Titannetz geschützt wird, eine vielversprechende Lösung für den Umgang mit fehlgeschlagenen Alveolarknochenaufbauten ist. Es sind jedoch weitere Fälle für weitere Forschung erforderlich, um ein effizientes Behandlungsverfahren zu entwickeln. (Zhou 2018)
Remineralisierung des Zahnschmelzes
Versuchsdaten
Eine Ex-vivo-Studie mit gesunden Schmelzscheibenproben von 35 extrahierten menschlichen Molaren zeigte, dass die topische Anwendung von Korallenkalziumgel die Kalziumremineralisierung im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen unter Verwendung eines künstlichen Karies-Demineralisierungsmodells deutlich verbesserte. Insbesondere zeigten die Proben, die 20 % Korallenkalzium allein oder in Kombination mit einem Argonlaser erhielten, eine Remineralisierung von 48,64 % bzw. 47,49 %, verglichen mit 7,26 % bei den Kontrollen (P < 0,001 für jeden Vergleich). Diese Remineralisierungsraten waren auch deutlich höher als bei den anderen 7 Testgruppen: Korallenkalzium 10 % oder 30 % allein oder kombiniert mit Argonlaser oder Korallenkalzium 10 %, 20 % oder 30 % kombiniert mit Hydroxylapatit (jeweils P < 0,001). . Die Remineralisierungsraten lagen bei den anderen 7 Testgruppen zwischen 33,04 % und 39,06 %. (Abdelnabi 2020)
Dosierung
Coral wird implantiert und nicht als Medikament verabreicht; Daher gibt es keine spezifische Dosis.
Schwangerschaft / Stillzeit
Es fehlen Informationen zur Sicherheit und Wirksamkeit in Schwangerschaft und Stillzeit.
Interaktionen
Keiner ist gut dokumentiert.
Nebenwirkungen
Die Infektionsraten sind mit denen vergleichbar, die bei der Behandlung mit autologem Knochen auftreten. Korallen werden klinisch als Knochentransplantatersatz zur Behandlung einer Vielzahl von Knochenproblemen eingesetzt. Zu den getesteten Anwendungen gehören die Wirbelsäulenversteifung, die Reparatur traumabedingter Brüche, der Ersatz von gewonnenem Beckenknochen und behandelten Knochentumoren sowie das Auffüllen von Knochendefekten, hauptsächlich im parodontalen und kranial-maxillofazialen Bereich. Insgesamt scheinen die berichteten Ergebnisse zufriedenstellend zu sein, wobei die Infektionsraten zwischen 0 % und 11 % liegen, was mit den Raten vergleichbar ist, wenn autologer Knochen zur Behandlung verwendet wird. (Demers 2002)
Toxikologie
Eine 6- bis 24-monatige Nachuntersuchung von Patienten, die Korallenimplantate erhielten, zeigte eine gute Verträglichkeit und keine schädlichen Wirtsreaktionen. (Zeng 1991) Die Daten reichen nicht aus, um den Nutzen von Korallenprodukten bei der Unterstützung des Knochenwachstums bei stark geschädigter Belastung zu bestätigen Knochen.
Es wurden keine immunologischen oder Riesenzellreaktionen im Zusammenhang mit Massenimplantaten berichtet. Die Implantate sind anfangs mechanisch schwächer als der Wirtsknochen, aber mit der Invasion des Wirtsgewebes nimmt die Festigkeit des Implantats proportional mit dem Ausmaß des Gewebeeinwuchses zu. Von Mitte der 1980er bis Ende der 1990er Jahre wurden Massenimplantate aus korallinem Hydroxylapatit erfolgreich zur Rekonstruktion metaphysischer Defekte eingesetzt. Sie werden jedoch nicht für zerkleinerte diaphysäre Defekte empfohlen, da der Einbau unvollständig ist und keine Remodellierung erfolgt, was die endgültige mechanische Festigkeit beeinträchtigt die Diaphyse. Auch die geringe Anfangsfestigkeit und die nicht konformen Handhabungseigenschaften von Korallenimplantaten stellen einen Nachteil im Hinblick auf ihre Verwendung als kortikale Diaphysenimplantate dar. (Cornell 1998)
Verweise
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