Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung und Charakterisierung eines stabilen, hochporösen Formkörpers zur Anwendung als Knochenaufbaumaterial im Menschen. Auf der Basis von Tetraethoxysilan wurde ein SiO2-Sol hergestellt, in das nanokristallines Hydroxylapatit eingebracht wurde. Durch geeignete Wahl der Strukturbildungsparameter gelang die Herstellung von kompakten, stabilen, nanoporösen Formkörpern. Damit die Formkörper in den natürlichen Knochenremodellingprozeß einbezogen werden konnten, musste ein interkonnektierendes Makroporensystem integriert werden. Dies gelang unter Ausnutzung der thixotrophen Eigenschaften des Apatitgels. Dabei erfolgte der Einschluß von Ammoniumhydrogenkarbonat (NH4HCO3) im Apatitgel und es wurden nanoporöse Blöcke hergestellt. Durch die restlose Entfernung des NH4HCO3 entstand ein makroporöser Formkörper. Tierexperimente an Göttinger Minipigs belegten, daß die Formkörper in den Knochenremodelling-Prozeß in vivo einbezogen werden. Bereits nach fünf Wochen wurde Geflechtknochen in den durch das Knochenaufbaumaterial ersetzten Regionen nachgewiesen. Nach zehn Wochen war der Umbau des Materials weiter fortgeschritten. Die Festigkeit des neugebildeten Knochens in der Defektregion entsprach der von trabekulärem Knochen.
The aim of this study was the development and characterization of high porous specimens for the application as human bone grafting material. The SiO2-Sol was prepared based on Tetraethoxysilan including dispersed nanocrystalline hydroxyapatite. Due to a capable choice of structure composition parameters, the creation of compact, stable, nanoporous specimens was possible. In order that specimens could be incorporated into the natural remodelling process of bones, an interconnecting system of macropores had to be integrated, which was possible due to the thixotropic properties of the apatite gel. Ammonium hydrocarbonate (NH4HCO3) was inclosed into the apatite gel and nanoporous blocks were created. Afterwards, NH4HCO3 was removed completely which led to macroporous specimens. Animal experiments on “Göttinger Minipigs” proved that those specimens were integrated in vivo into the remodelling process of bones. After five weeks already, woven bones could be proved in the parts which had been replaced by bone grafting material. After ten weeks, the remodelling of the material had even progressed. The stability of the new composed bone in the damaged area corresponded to the one of trabecular bones.