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Z Orthop Ihre Grenzgeb 2006; 144(3): 281-288
DOI: 10.1055/s-2006-933485
Kniegelenk

© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Zementierte Knieendoprothetik

Verbesserung der Verbundfestigkeit zwischen Knochenzement und MetallCemented Total Knee ArthroplastiesImprovements in the Binding between Bone Cement and MetalT. Mumme1 , R. Marx2 , S. Andereya1 , M. Weber2 , R. Müller-Rath1 , D. C. Wirtz1
  • 1Orthopädie, Universitätsklinikum Aachen
  • 2Klinik für zahnärztliche Prothetik, Lehr- und Forschungsgebiet Werkstoffkunde, Universitätsklinikum RWTH Aachen
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Publication Date:
04 July 2006 (online)

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Zusammenfassung

Einleitung: Die aseptische Lockerung von zementierten Knieendoprothesen ist ein ungelöstes Problem. Diesbezü glich ist vor allem eine hydrolysestabile Verbundfestigkeit der Grenzschicht Metall- Knochenzement von entscheidender Bedeutung. Material und Methodik: Mittels Silikatisierung/Silanisierung beschichtete Tibiakomponenten vom Typ „Columbus PS” wurden in „Technovitkunstknochen” zementiert implantiert und anschließend in NaCl-Lösung (0,9 %) ausgelagert. Es folgte die dynamische Belastung im Knieprüfstand angelehnt an DIN ISO 14243. Anschließend wurden die Prüfkörper in 10 vertikale Scheiben parallel zur Schaftachse geschnitten. Die Interface- (Spaltlänge/-breite) und die Zementmantelanalyse (Rissbildung) erfolgte mittels Auflicht- und Fluoreszenzmikroskopie. Verglichen wurden diese Daten mit analog getesteten unbeschichteten „Columbus PS”-Prothesen. Dynamisch unbelastete beschichtete und unbeschichtete Prothesen dienten als Kontrollgruppe. Ergebnisse: Die silikatisiert/silanisiert beschichteten Prothesen zeigten verglichen mit den unbeschichteten Prothesen eine statistisch hoch signifikante Reduktion von Rissbildung im Zementmantel (p < 0,01) sowie eine statistisch signifikante Reduktion von Spaltbildung im Interface Metall-Knochenzement (p < 0,05). Zusammenfassung: Durch die Oberflächenbeschichtung mittels Silikatisierung/Silanisierung von zementierten Tibiakomponenten kann ein hydrolytisches Debonding im Interface Metall-Knochenzement mit nachfolgender mechanischer Zementmantel-Zerrüttung deutlich reduziert werden. Klinisch könnte dies eine längerfristige Stabilität des Metall-Zement-Verbundes mit reduzierter aseptischer Lockerungsrate bedeuten.

Abstract

Introduction: The aseptic loosening of cemented total knee arthroplasties is still an unsolved problem. In this regard, the hydrolysis resistance in the metal-to-bone cement interface is of major importance. Material and Methods: Cemented pre-treated tibia components coated by means of a silica/silane interlayer system of the model “Columbus PS” were dynamically loaded with the help of a knee-simulator similar to DIN ISO 14243. After loading, the components were microscopically analysed concerning debonding in the metal-to-bone cement interface as well as with regard to cement mantle defects. These data were matched with uncoated “Columbus PS” components. Unloaded coated and uncoated tibia components acted as a control. Results: In comparison with uncoated tibia components, the pre-treated and coated ones yielded a highly significant reduction of cement defects (p < 0.01) as well as a significant reduction of debonding in the metal-to-bone cement interface (p < 0.05). Conclusion: By means of the silica/silane interlayer system for cemented tibia components, a hydrolytic debonding in the metal-to-bone cement interface with subsequent mechanical loosening and consecutive early cement mantle failure can be significantly reduced. This could lead to an increased long-term stability of the metal-to-bone cement compound with decreased aseptic loosening in clinical use.

Schlüsselwörter

zementierte Knieendoprothese - Debonding - aseptische Lockerung - Interface

Key words

cemented total knee arthroplasty - debonding - aseptic loosening - interface

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Dr. med. T. Mumme

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