Untersuchungen zur Wirksamkeit von Stoßwellen auf die Festigkeit des Verbundes von Knochen und Polymethyl-Methacrylat*

Zusammenfassung

Die zunehmende Zahl von Prothesenwechseloperationen und die damit verbundenen Schwierigkeiten bei der notwendigen Entfernung des PMMA haben zur vielfältigen Entwicklung neuer Instrumente und Operationstechniken geführt. In der vorliegenden in vitro Studie wurde die Wirkung von extrakorporalen Stoßwellen (ESW) auf das Knochen-PMMA-Interface unter diesem Gesichtspunkt untersucht. In einem ersten Versuchsteil wurde die Druckreduktion auftreffender Stoßwellen in ihrem Verlauf durch Corticalis/PMMA- und Spongiosa/PMMA-Compounds mit Hilfe einer Nadeldrucksonde gemessen. In einem zweiten Versuchsteil wurde die mechanische und morphologische Wirkung von Stoßwellen auf das PMMA/Knochen-Interface an humanen Femursegmenten überprüft. Hierzu wurde in den Markraum der Segmente mit PMMA ein Stahlstift implantiert und die Knochen-Zementgrenze mit Stoßwellen verschiedener Parameterkombinationen behandelt. Die Wirksamkeit der Behandlung wurde mechanisch, radiologisch und mikroskopisch untersucht. Hierbei ergab sich bei allen drei Untersuchungsmethoden zwischen der Behandlungsgruppe und der Kontrollgruppe kein signifikanter Unterschied, der eine Wirksamkeit der Stoßwellen wahrscheinlich machte. Allerdings fanden sich Hinweise auf ein vermehrtes Risiko einer intravasalen Einschwemmung von Markbestandteilen durch die ESW. Unter diesen Gesichtspunkten scheint die ESW bei dieser Indikation für den klinischen Einsatz nicht geeignet.

Abstract

The increasing number of revision surgery for failed total arthroplasty including the most difficult aspects of cement removal has lead to various developments of new instruments and techniques to facilitate this procedure. In this in vitro study the effect of extracorporeal shockwaves on the bone-cement interface under this view was investigated. At first the pressure reduction of bounding shockwaves in their progress through compounds consisting of cortical bone-PMMA and cancellous bone-PMMA by means of a needle pressure probe was measured. In the second part of the experiments the mechanical and morphological effects of ESW on the PMMA-Bone-interface of human femoral segments was tested. Using bone cement cadaveric femoral segments were implanted with stainless steel rods within the medullary canal and the PMMA-Bone-interface was treated with ESW. After treatment the segments were examined mechanically, radiologically and by microscopy. Between the treated and the control group no difference was found which could give any a reference to the disruption of the Cement-Bone-Interface caused by ESW. However, there were observations which indicated that ESW induces a increasing risk of intravasation of bone marrow. Considering these facts ESW seems not to be a good clinical adjunct in revision surgery.