Periprothetische Zementverteilung bei femoralen Oberflächenersatzprothesen im Vergleich: Kunstknochen versus humaner Ex-vivo-Knochen. Eine Pilotstudie

Zusammenfassung

Einleitung: Trotz kontroverser Diskussionen wird der künstliche Oberflächenersatz als knochenschonendstes Operationsverfahren des Femurknochens im Bereich der Hüftendoprothetik angesehen. Hauptrisiken dieses Verfahrens stellen die septischen und aseptischen Lockerungen sowie eine Nekrose des koxalen Femurendes dar. Beeinflusst wird dies durch die periprothetische Zementverteilung, welche aufgrund der mangelnden Strahlentransparenz der Oberflächenersatzprothesen nativradiologisch nicht zu beurteilen ist. Durchgeführt wurde eine Pilotstudie zur Validierung der makromechanischen Verzahnung (Interdigitation) des Knochenzements mit spongiösem Knochen am anatomischen Ex-vivo-Präparat, verglichen mit Kunstknochen. Mit der Studie sollte gezeigt werden, dass Untersuchungen der Zementverteilung an Kunstknochen ähnliche Ergebnisse bringen wie die an Ex-vivo-Femura, um so im Verlauf weitere Untersuchungen einfacher durchführen zu können. Methodik: Hierzu wurden an Ex-vivo-Femura (n = 14) versus Kunstknochen (n = 24, Sawbones) dreier verschiedener spongiöser Dichten (0,16; 0,20; 0,32 g/cm³, je n = 8) nach klinisch standardisiertem operativen Verfahren Plastikmodelle aus Polyoxymethylen (POM) entsprechend der Innengeometrie einer Durom Hip (Metasul Durom Hip Prosthesis, Zimmer Germany GmbH, Freiburg, Deutschland) implantiert und die bestückten Probekörper mittels CT-Technik reproduziert und computergestützt ausgewertet. Ergebnisse: Im Vergleich der Sawbones unterschiedlicher Dichte zeigte sich, dass die Sawbones der niedrigeren Dichten (0,16 und 0,20 g/cm³) dem Eindringverhalten von Knochenzement im Vergleich zu den Ex-vivo-Femura am ähnlichsten waren. Zwischen den Sawbones dieser Dichte und den untersuchten Ex-vivo-Femura zeigten sich in Bezug auf die Interdigitation keine signifikanten Unterschiede. Da auch die Ex-vivo-Femura naturgemäß eine natürliche Variationsbreite aufweisen, sind beide Sawbones der o. g. Dichten für weitere Studien zu verwenden.

Abstract

Introduction: Despite controversial discussions, hip resurfacing at the moment seems to be the most bone-sparing surgical procedure of the femoral bone when implanting hip endoprostheses. Main risks are septic and aseptic loosening and necroses of the coxal end of the femoral bone mainly influenced by the periprosthetic allocation of bone cement. Because of a lack of radiation transparency of the hip resurfacing implant, this cement allocation cannot be sufficiently evaluated by common radiological procedures. A pilot study was conducted to describe and validate the macromechanical interdigitation of bone cement with spongy bone of anatomic specimens compared to artificial bone models and to evaluate whether artificial bones may be used for further interdigitation studies of different implantation techniques. Methods: Plastic models of polyoxymethylene (POM) according to the inside geometry of the Metasul Durom hip prosthesis were implanted on ex vivo femora (n = 14) versus artificial bone models (n = 24) (Sawbones) of three different spongy densities (0.16; 0.20; 0.32 g/cm³) (each n = 8) in a clinically standardised surgical procedure and reproduced by highly resolving computed tomography. Afterwards a computer-based analysis of the cement allocation was accomplished. Results: It could be shown that the Sawbones of the lower spongy densities (0.16 and 0.20 g/cm³) were similar to the ex vivo femora regarding the bone penetration of cement. No significant differences could be shown regarding interdigitation. According to our data, both groups of Sawbones may be used for further studies.

Schlüsselwörter

Oberflächenersatz - periprothetisch - Zementverteilung - anatomische Studie

Key words

hip resurfacing - periprosthetic - cement allocation - anatomical study

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