Einfluss der Thermodesinfektion auf die Impaktion spongiöser Knochen Ein In-vitro-Modell für das femorale Impaction-Bone-Grafting

• Published in: Der Orthopäde Vol. 47; no. 1; pp. 39 - 51
• Main Authors: Fölsch, C., Jahnke, A., Groß, A., Martels, G., Krombach, G. A., Rickert, M., Kampschulte, M.
• Format: Journal Article
• Language: German
• Published: Munich Springer Medizin 2018
• Subjects: Chiropractic Medicine; Conservative Orthopedics; Leitthema; Medicine; Medicine & Public Health; Orthopedics; Sports Medicine; Surgical Orthopedics; Traumatic Surgery; Experimental animal models; Spongy bone; Transplantation, bone; Zementierung; Porosität; Spongiöser Knochen; Knochentransplantation; Porosity; Cementation; Experimentelles Tiermodell
• ISSN: 0085-4530; 1433-0431
• DOI: 10.1007/s00132-017-3509-0

Zusammenfassung
Hintergrund
Die Rekonstruktion knöcherner Defekte bei Revisionseingriffen von Endoprothesen mit dem Impaction-Bone-Grafting bietet die Möglichkeit, eine langfristige knöcherne Integration mit guten klinischen Ergebnissen zu gewährleisten. Allogener nativer spongiöser Knochen kommt häufig für dieses Verfahren zur Anwendung. Diese Studie untersucht die Auswirkungen der Thermodesinfektion auf das Impaktionsverhalten von Spongiosa verschiedener Geometrie und die Zementverteilung.
Methode
Die Spongiosa wurde aus den Femurköpfen 7 Monate alter Schweine gewonnen. Eine Hälfte des Kopfes wurde jeweils thermodesinfiziert und die andere verblieb nativ. Es wurden Spongiosachips der Größe 3–5 mm, 5–8 mm und 8–10 mm hergestellt. Die Impaktion in einem Zylindermodell mit 30 mm Innendurchmesser erfolgte mit standardisierter Krafteinwirkung durch einen Impaktor mit einem Fallgewicht von 1450 g. Die optimale Dichteverteilung von Mischungen verschiedener Partikelgrößen des nativen im Vergleich zum thermodesinfizierten Knochen wurde mittels Computertomographie untersucht. Ebenso wurde die Verteilung von Luft, Wasser und Fett gemessen. Die jeweils beste Partikelkombination wurde für die nachfolgende computertomographische Messung der Zementverteilung und der Kontaktfläche zum Knochen in verschiedenen Bereichen des Schafts in jeweils 7 Untersuchungen verwendet. Als statistische Methoden kamen zweifaktorielle Varianzanalysen mit Messwiederholung und Bonferroni-Korrektur, der LSD-post-hoc-Test und der Mann-Whitney-U-Test zur Anwendung. Die Irrtumswahrscheinlichkeit wurde mit α = 5 % angegeben und die statistische Analyse erfolgte mit der Software SPSS® für Windows.
Ergebnisse
Hinsichtlich der Dichteverteilung der Spongiosa und der Kompakta ergab sich entlang des Schafts kein signifikanter Unterschied zwischen thermodesinfizierter und nativer Spongiosa (
p
 > 0,05). Impaktierte native Spongiosa zeigte weniger Lufteinschlüsse, resultierend in einer insgesamt besseren Feststoffdichteverteilung im Vergleich zum thermodesinfizierten Knochen (
p
 < 0,001). Der thermodesinfizierte Knochen wies im Vergleich zu nativer Spongiosa mit tendenziell größeren Partikeln eine segmental vergleichbare Dichteverteilung ohne signifikante Differenz (
p
 > 0,05) auf. Im distalen Schaftbereich zeigte sich das Zementvolumen in Verbindung mit dem nativen Knochen signifikant größer und proximal waren mehr Lufteinschlüsse im thermodesinfizierten Knochen nachweisbar. Die Zementpenetrationsflächen waren für die native Spongiosa insgesamt signifikant größer (
p
 < 0,001).
Schlussfolgerung
Die Impaktion thermodesinfizierter und nativer Spongiosa zeigte eine größere Deformation des prozessierten Knochens ohne signifikanten Unterschied der maximal erreichbaren Dichte. Das Zementvolumen und die Penetration des Zements waren bei nativer und prozessierter Spongiosa proximal ausgeprägter. Die Zementverteilung war für den nativen Knochen nach distal signifikant weiterreichend. Die Stabilisierung des Schafts erscheint somit distal zunehmend von der Dichte der impaktierten Spongiosa abhängig zu sein und korreliert proximal mehr mit der Penetration des Zementes in die porösere Spongiosa.