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DOI: 10.1055/s-2007-965183
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York
Biomechanische Einflüsse nach Implantation einer Hüfttotalendoprothese auf die periprothetische Knochendichte an der Pfanne
Biomechanical Influences after Implantation of a Total Hip Endoprosthesis on the Periprosthetic Bone Density around the CupPublication History
Publication Date:
10 May 2007 (online)
Zusammenfassung
Studienziel: Das Ziel der vorliegenden Untersuchung bestand darin, nachzuweisen, inwieweit Änderungen der biomechanischen Gelenkbelastung als Folge einer zementfreien Hüft-Total-Endoprothese (HTEP) die Verteilung der Knochendichte im Bereich des Pfannenimplantates beeinflussen. Methode: 43 Patienten unterschiedlicher Ausgangsdiagnosen wurden einheitlich mit Pfannenimplantaten von Typ Duraloc versorgt. Mit Hilfe einer biomechanischen Modellierung wurde die biomechanische Gesamtsituation, die Änderung der Gelenkbelastung und deren Einfluss auf die lokale Knochendichte ermittelt. Das periprothetische Knochenlager wurde in drei Zonen unterteilt, in denen mittels DEXA-Messung am 10. postoperativen Tag sowie 3 und 12 Monate nach der Operation die Änderung der periprothetischen Knochendichte analysiert wurde. Ergebnisse: In Folge der HTEP-Implantation kam es zu einer Normalisierung der biomechanischen Parameter. Der biomechanische Bewertungsscore stieg signifikant von durchschnittlich 6,9 präoperativ auf 9,7 postoperativ bei maximal 12 möglichen Punkten. Den größten Anstieg zeigten die Patienten mit Dysplasiekoxarthrose von 2,1 auf 8,6 Punkte. Die periprothetische Knochendichte reduzierte sich im Untersuchungszeitraum im Mittel um 14,4 %, wobei die stärksten Änderungen nach 3 Monaten festzustellen waren (- 9,5 %). Die zonen- und diagnosebezogene Analyse der Knochendichteabnahme in Kombination mit der biomechanischen Belastungsanalyse führte zu dem Ergebnis, dass die Normalisierung der biomechanischen Parameter nach einer HTEP-Implantation mit einer Harmonisierung der Knochendichte einherging. In Regionen mit hohen Knochendichteausgangswerten führte dies zu einer besonders ausgeprägten Abnahme der Knochendichte. Dies betraf den lateralen Pfannenrand bzw. Pfannenerker bei Dysplasiekoxarthrosen und Coxa valga sowie die Bereiche am unteren Pfanneneingang bis hin zum Pfannenpol bei Protrusionskoxarthrosen. Schlussfolgerung: Die Versorgung hüftgelenkserkrankter Patienten mit einer HTEP muss im Hinblick auf eine möglichst lange Verweildauer unter der Prämisse erfolgen, eine biomechanisch optimale Rekonstruktion der Hüftgelenksmechanik zu erreichen. Präoperativ bestehende pathologische Gelenkkonstellationen, die infolge mechanischer Fehlbelastung zu einer Ungleichverteilung der Knochendichte führen, müssen im Hinblick auf die Vermeidung erhöhter Implantatbelastung und einem erhöhten Polyethylenabrieb des Pfanneninlays korrigiert werden.
Schlüsselwörter
Hüftendoprothetik - Biomechanik - periprothetische Knochendichte - DEXA
Literatur
- 1 Wolff J. Das Gesetz der Transformation des Knochen. Berlin; Hirschwald 1884
- 2 Roux W. Anpassungslehre, Histomechanik und Histochemie. Virchows Archiv. 1912; 209 168
- 3 Pauwels F. Atlas zur Biomechanik der gesunden und kranken Hüfte. Berlin, Heidelberg, New York; Springer 1973
- 4 Blumentritt S. Die Beziehung zwischen dem Gang des Menschen und dem Hüftgelenksaufbau in der Frontalebene. Gegenbaurs Morphol Jahrb. 1990; 136 677-693
- 5 Babisch J, Layher F, Ritter B, Venbrocks R A. Computergestützte biomechanisch fundierte zweidimensionale Operationsplanung hüftchirurgischer Eingriffe. Orthopädische Praxis. 2001; 37 29-38
- 6 DeLee J G, Charnley J. Radiological demarcation of cemented sockets in hip replacement. Clin Orthop Relat Res. 1976; 121 20-33
- 7 Stolk J, Dorman K W, Sluimer J, van Rietbergen B, Geesink R G, Huiskes R. Is early bone resorption around non-cemented tha cups related to stress shielding? 50th Ann Meeting of the Orthop Res Soc 2006; Paper No: 0272 (Poster).
- 8 Lionberger D, Walker P S, Granholm J. Effects of prosthetic acetabular replacement on strains in the pelvis. J Orthop Res. 1985; 3 372-379
- 9 Widmer K H, Zurfluh B, Morscher E W. Kontaktfläche und Druckbelastung im Implantat-Knochen-Interface bei Press-Fit-Hüftpfannen im Vergleich zum natürlichen Hüftgelenk. Orthopäde. 1997; 26 181-189
- 10 Morscher E W. Prinzipien der Pfannenfixation bei der Hüftarthroplastik mit spezieller Berücksichtigung des Press-Fit Cup. Med Orthop Tech. 1994; 114 217-222
- 11 Adler E, Stuchin S A, Kummer F J. Stability of press-fit acetabular cups. J Arthroplasty. 1992; 7 295-301
- 12 Dalstra M, Huiskes R. Load transfer across the pelvic bone. J Biomech. 1995; 28 715-724
- 13 Rapperport D J, Carter D R, Schurman D J. Contact finite element stress analysis of porous ingrowth acetabular cup implantation, ingrowth, and loosening. J Orthop Res. 1987; 5 548-561
- 14 Kummer B. Grundlagen der Pauwels' Theorie der funktionellen Anpassung des Knochens. Orthopäde. 1998; 24 387-393
- 15 Huiskes R. If the bone is the answer, then what is the question?. J Anat. 2000; 197 145-156
- 16 Jerosch J, Bader A, Uhr G. Knochen - curasan Taschenatlas spezial. Stuttgart, New York; Thieme 2002
- 17 Levenston M E, Beaupre G S, Schurmann D J, Carter D R. Computer simulation of stress-related bone remodeling around noncemented acetabular components. J Arthroplasty. 1993; 8 595-605
- 18 Carter D R, Fyhrie D P, Whalen R T. Trabecular bone density and loading history: regulation of connective tissue biology by mechanical energy. J Biomech. 1987; 20 785-794
- 19 Cohen B, Rushton N. Accuracy of DEXA Measurement of bone mineral density after total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg [Br]. 1995; 77 473-483
- 20 Wilkinson J M, Peel N FA, Elson R A, Stockley I, Eastell R. Measuring bone mineral density of the pelvis and proximal femur after total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg [Br]. 2001; 83 283-288
- 21 Laursen M B, Nielsen P T, Soballe K. DXA scanning of acetabulum in patients with cementless total hip arthroplasty. J Clin Densitom. 2005; 8 476-483
- 22 Rubash H E, Sinha R K, Shanbhag A S, Kim S Y. Pathogenesis of bone loss after total hip arthroplasty. Orthop Clin North Am. 1998; 29 173-186
- 23 Sabo D, Reiter A, Simank H G, Thomson M, Lukoschek M, Ewerbeck V. Periprosthetic mineralization around cementless total hip endoprosthesis: longitudinal study and cross-sectional study on titanium threaded acetabular cup and cementless Spotorno stem with DEXA. Calcif Tissue Int. 1998; 62 177-182
- 24 Suh K T, Lee C B, Kim I J. Natural progress of a bone scan after cementless hydroxyapatite-coated total hip arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 2001; 389 134-142
- 25 Wright J M, Pellicci P M, Salvati E A, Ghelman B, Roberts M M, Koh J L. Bone density adjacent to press-fit acetabular components: A prospective analysis with quantitative computed tomography. J Bone Joint Surg [Am]. 2001; 83 529-536
- 26 Schmidt R, Müller L, Kress A, Hirschfelder H, Aplas A, Pitto R P. A computed tomography assessment of femoral and acetabular bone changes after total hip arthroplasty. Int Orthop (SICOT). 2002; 26 299-302
- 27 Roth A, Richartz G, Sander K, Sachse A, Fuhrmann R, Wagner A, Venbrocks R A. Verlauf der periprothetischen Knochendichte nach Hüfttotalendoprothesenimplantation - Abhängigkeit von Prothesentyp und knöcherner Ausgangssituation. Orthopäde. 2005; 34 334-344
- 28 Kummer B. Die klinische Relevanz biomechanischer Analysen der Hüftregion. Z Orthop. 1991; 129 285-294
- 29 Pompe B, Antolic V, Iglic A, Kralj-Iglic V, Mavcic B, Smrke D. Evaluation of biomechanical status of dysplastic human hips. Pflügers Arch. 2000; 440 (Suppl 5) R202-R203
Frank Layher
Orthopädische Klinik am Waldkrankenhaus „Rudolf-Elle“ gGmbH
Lehrstuhl für Orthopädie
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