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(3.4.2015)

Titan 

(potenzielles) Typ IV-Kontaktallergen

Vorkommen und Beschreibung

Titan ist ein leichtes, festes, dehnbares, korrosions- und temperaturbeständiges Metall. Es kommt in der Erdkruste nur in Verbindungen mit Sauerstoff als Oxid vor, auch in Pflanzen und im menschlichen Körper ist es enthalten. Titan bildet an der Luft eine äußerst beständige oxidische Schutzschicht (Passivierungsschicht) aus, die es in vielen Medien korrosionsbeständig macht. Gegen verdünnte Schwelfelsäure, Salzsäure, chloridhaltige Lösungen, kalte Salpetersäure und die meisten organischen Säuren und Laugen wie Natriumhydroxid ist Titan beständig, in konzentrierter Schwefelsäure dagegen löst es sich unter Bildung von Titansulfat langsam auf. Titan wird vor allem als Mikrolegierungsbestandteil für Stahl verwendet. Es verleiht Stahl bereits in Konzentrationen von 0,01–0,1 Prozent Massenanteil eine hohe Zähigkeit, Festigkeit und Duktilität. In rostfreien Stählen verhindert Titan die interkristalline Korrosion. Titan wird als Biomaterial für Implantete in der Medizintechnik und Zahnheilkunde (Zahnimplantate, jährlich ca. 200.000 Stück alleine in Deutschland) wegen seiner wegen seiner sehr guten Korrosionsbeständigkeit im Gegensatz zu anderen Metallen eingesetzt. Auch bei Zahkronen und -brücken wird es wegen der erheblich niedrigeren Kosten im Vergleich zu Goldlegierungen verwendet. In der chirurgischen Orthopädie wird es Hüft- und Knielegenksprothesen  eingesetzt. Die Titan-Oxidschicht ermöglicht dabei das feste Anwachsen von Knochen an das Implantat und ermöglicht damit den festen Einbau des künstlichen Implantates in den menschlichen Körper. In der Mittelohrchirurgie findet Titan als Material für Gehörknöchelchenersatz-Prothesen und für Paukenröhrchen bevorzugte Verwendung. In der Neurochirurgie haben Titan-Clips (für Aneurysma-Operationen) solche aus Edelstahl weitgehend verdrängt. Titandioxid kann Bestandteil der Färbung von Arznei- und Nahrungsergänzungsmitteln in Tablettenform sein.

Während metallisches Titan wegen der hohen Herstellungskosten nur anspruchsvollen technischen Anwendungen vorbehalten bleibt, ist das relativ preiswerte und ungiftige Farbpigment Titandioxid  (siehe auch unter "Titanoxide" in praktisch alle heutigen Kunststoffen und Farben zu finden.

Allergologie (Relevanz)

Es gibt allerdings durchaus einzelne wenige Berichte über Unverträglichkeitsreaktionen auf Titanwerkstoffe, wobei jedoch eine eindeutige allergische Genese in den meisten Fällen nicht bestätigt werden konnte. Auch bei histologischen Untersuchungen von entzündlichem Granulomgewebe um explantierte Titanimplantete wurde zwar vermutet, dass allergische Reaktionen auf Metallionen derartige Infiltrate verursachen können, jedoch konnte doch nicht abschließend die Ätiologie dieser Infiltrate insbesondere im Hinblick auf den biokompatiblen Werkstoffe Titan erklärt werden.In einer Untersuchung wurde das Granulomgewebe von 5 Patienten untersucht., bei denen eine Revisionsoperation wegen aseptischer Prothesenlockerung durchgeführt wurde. Sie fanden hauptsächlich Titan im Granulomgewebe. Sie führten eine Scratch-Test-Untersuchung mit Titansalzen durch, mit den verdünnten Lösungen fanden sie bei allen 5 Patienten negative Ergebnisse. Zwei der Patienten hatten jedoch eine positive Hautreaktion auf titanhaltige Salben. Diese Testvariante aber nicht an einem größeren Patientenkollektiv evaluiert.

Eine immunologische Abstoßungsreaktion (Implantatallergie) scheint es damit nicht zu geben. Die Verträglichkeit von Titanwerkstoffen basiert auf der Passivierung der Oberfläche, diese besteht im unversehrten Zustand aus dem nichtleitenden Titanoxid, das chemisch einer Keramik entspricht und bioinert ist. Beim Auftreten von Korrosion infolge eines Elektronenflusses tritt eine Wechselwirkung zwischen Implantat und Körper auf, die jedoch bei Titan nahezu zu vernachlässigen ist. 

Allerdings sind, wenngleich in Spuren, so sind die Beimengungen - beispielsweise von Nickel - doch deutlich und konstant in allen untersuchten Titanwerkstoffen nachweisbar. Diese Gehalte zwischen 0,01 und 0,034 Gew.-% sind zwar metallkundlich als geringfügige Beimengungen einzustufen und normativ nicht erfasst, jedoch bei der hohen Nickel-Sensibilisierungsrate in der Bevölkerung diskussionsbedürftig und könnten zu einer allergischen Reaktion gegenüber dem Implantat führen. Die Werte der Beimengungen von Jodidtitan sind jedoch technologisch die absolut niedrigsten Nickelspuren am Rande der Nachweisgrenze von <0,001 Gew.-%.

In der Literatur finden sich Berichte über lokale granulomatöse Hautveränderungen bei Schrittmacherimplantation am Thorax mit späterer Ausdehnung auf Stamm und Arm, wo histologisch ein noduläres Infiltrat von Histiozyten und Riesenzellen nachweisbar war. In diesen Fällen zeigten sich zum Teil positive Reaktionen auf Titan im Epikutantest, teilweise war die allergologische Diagnostik aber auch unauffällig. 

Literatur: 23 

Kachler et al: Das Allergiepotenzial von Implantatwerkstoffen auf Titanbasis. Der Orthopäde (2005/4)   http://www.springermedizin.de/das-allergiepotenzial-von-implantatwerkstoffen-auf-titanbasis/130628.html

http://www.springermedizin.de/metallallergie-bei-patienten-vor-bzw-nach-endoprothetischem-gelenkersatz/127620.html

http://www.zahngesundheit-online.com/Zahnerkrankungen/Periimplantitis/

http://www.imd-berlin.de/fileadmin/user_upload/bilder/Baehr_Schuett_Immunologische_Grundlagen-ZMK-11-2011_01.pdf

Viraben et al: Granulomatous dermatitis after implantation of a titanium-containing pacemaker. Contact Dermatitis 33, 437 (1995)

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