by G. H. | Jun 11, 2019 | News, Wirbelsäule, Wirbelsäule chir.
Biomechanische Stabilität der zementaugmentierten anterioren Densverschraubung im in vitro-Modell
Busse D, Schleicher P, Scholz M, Pohler K, Pingel A, Hoffmann R, Kandziora F
Fragestellung: Die Densfraktur repräsentiert bis zu 15% aller Verletzungen der HWS. Bei älteren Patienten stellt die Densfraktur die häufigste Fraktur der HWS dar. Aufgrund der Verschiebung der Alterspyramide wird eine zunehmende Häufigkeit gesehen.
Die anteriore Densverschraubung ist Standardtherapie in Fällen mit Typ II Fraktur bei jungen Patienten. Bei Osteoporose besteht das Risiko eines späteren Schraubenausbruchs mit sekundärer Frakturdislokation.
Durch Zementaugmentation konnte in der LWS die Ausrissfestigkeit eingebrachter Pedikelschrauben um 97-230% erhöht werden. Es lässt sich vermuten, dass auch die Zementaugmentation der anterioren Densverschraubung einen Stabilitätsgewinn bringt. Eine Untersuchung der Stabilität bei anteriorer Densverschraubung mit Zementaugmentation liegt bisher nicht vor, obwohl sie bereits vereinzelt im klinischen Einsatz ist.
Methodik: Untersucht wurden 14 humane HWK 2 Präparate. Sie wurden dabei nach Knochendichte in 2 Gruppen aufgeteilt. Zur Simulation der Fraktur erfolgte eine Osteotomie an der Densbasis. Nach Osteosynthese mit zwei 3,5 mm Kortikalisschrauben erfolgte in der Versuchsgruppe eine additive Zementaugmentation des Wirbelkörpers.
14 humane HWK 2 Präparate wurden in zwei Gruppen zu je 7 Präparaten aufgeteilt. In der Versuchsgruppe erfolgte nach Osteotomie an der Densbasis die direkte Verschraubung mittels zwei Kortikalisschrauben und eine zusätzliche Zementaugmentation der Densbasis. In der Vergleichsgruppe erfolgte ebensfalls eine direkte Verschraubung nach Osteotomie, jedoch keine Zementaugmentation. Das biomechanische Testprotokoll sah die Applikation einer nach posterior gerichteten Kraft an der Densvorderfläche bis zum Osteosyntheseversagen vor.
Als primär abhängige Variable wurde die Versagenslast (Fmax) erfasst. Zusätzlich wurde der Versagensmechanismus deskriptiv ermittelt. Als Kofaktor wurde die Knochendichte (BMD) in die Untersuchung mit einbezogen.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die mittlere BMD lag in der Versuchsgruppe bei 273 mg/ccm, in der Kontrollgruppe bei 270 g/ccm, bei Normalverteilung in beiden Gruppen.
Die Fmax betrug in der nicht-zementierten Gruppe 729 N (+/-335 N) und in der zementierten Gruppe 745 N (+/-382 N). Der Unterschied war nicht signifikant (p=0,912).
Die BMD hatte demgegenüber einen hochsignifikanten Einfluss auf die Versagenslast (p<0,001).
Bei der Analyse des Versagensmechanismus trat in fast allen Fällen das dorsale Durchschneiden der Schrauben im Wirbelkörper auf.
Ein Vorteil der Zementierung der Denserschraubung konnte in diesem Versuch nicht nachgewiesen werden. Die Zementierung der anterioren Densosteosynthese muss dementsprechend kritisch bewertet werden.
Einschränkend ist allerdings zu erwähnen, dass das im klinischen Alltag häufig beobachtete Bild des anterioren Schraubenausrisses an der Densbasis nur in einem Versuch gesehen werden konnte, sodass die Relevanz dieses häufig verwendeten Modells für den klinischen Versagensmechanismus fraglich ist.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR21-777
doi: 10.3205/14dkou552, urn:nbn:de:0183-14dkou5524
Published: October 13, 2014
© 2014 Busse et al.
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by G. H. | Jun 11, 2019 | Knie + Endoprothetik, News
Biomechanische Testung zur Primärstabilität individueller Femurschaftprothesen gegenüber konventioneller Schaftprothesen
Götze C
Fragestellung: Die initiale Primärstabilität und der Auschluss von Mikrobewegungen des Hüftendorpothesenschaftes gegenüber dem Implantatlager sind Voraussetzungen für die Osteointegration und Langzeitstabilität zementfrei implantierter Femurschaftprothesen. Neben einer biokompatiblen Oberflächenstruktur der Prothese wird ein möglichst hoher Implantat-Knochen Kontakt gefordert. In einem biomechanischen Versuch soll der Einsatz individueller Femurschaftprothesen im Vergleich zu einer konventionellen Femurschaftprothese überprüft werden. Um den klinischen Einsatz der individuellen Femurschaftprothese zu rechtfertigen, ist eine bessere oder zumindest gleichwertige initiale Stabilität erforderlich.
Methodik: Die Testung erfolgte an einer individuell angepasste rechtwinkligen Gradschaftprothese. Als vergleichende konventionelle zementfreie Femurschaftprothese dient die Alloclassic-SL Femurschaftprothese mit distal fixierender Schaftphilosophie. 9 paarige humane Femora wurden für die biomechanische Testung verwendet. Zur Herstellung der individuellen Femurschaftprothese wurde das rechte Femur anhand von CT-Daten erfasst. Neben dem endofemoralen Markraum wurde die Antetorsion berechnet. Ziel der Planung war ein maximaler Knochen-Implantatkontakt. Nach Implantation der Endoprothesen wurden die paarigen Hüftendoprothesen einer standardisierten zyklischen Belastung von 200 bis zu 2000 Newton ausgesetzt. Lastaufnehmer distal und proximal im Implantat-Knochenübergang konnte die Mikrobewegung, Rotation und Verkippung des Implantates im endofemoralen Knochen analysieren (Messfehlerbreite ±2 µm).
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Bei beiden Prothesentypen liegen die durchschnittlichen Mikrobewegungen deutlich unter dem kritischen Wert von 150 µm. Im Vergleich zwischen dem Standardschaft und der Individualendoprothese zeigt sich weder im Einsinkverhalten noch in der Rotation eine signifikante Abweichung (p<0,05). Während im proximalen Bereich des proximalen Femurs die Mikrobewegung der Individualendoprothese leichtgradig reduziert erscheint (p<0,05), ist die durchschnittliche Mikrobewegung im distalen Schaftbereich gegenüber der konventionellen Gradschaftprothese erhöht (p<0,05). Die Differenzen in der biomechanischen Testung sind geringfügig und nicht signifikant. Der klinische Einsatz der Individualendoprothetik bleibt unter Kenntnis der biomechanischen Testung allenfalls in der Versorgung komplexer sekundärer Coxarthrosen zu vertreten.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR20-513
doi: 10.3205/14dkou551, urn:nbn:de:0183-14dkou5511
Published: October 13, 2014
© 2014 Götze.
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by G. H. | Jun 11, 2019 | Knie + Endoprothetik, News
Wunsch und Wirklichkeit: Einschlagbedingte Positionsabweichungen bei Pressfit-Pfannen in der minimal-invasiven primären Hüftendoprothetik
Springorum HR, Weber M, Wörner M, Baier C, Sendtner E, Grifka J, Renkawitz T
Fragestellung: Pressfit Verankerungen haben sich in der primären Hüftendoprothetik als verlässlicher Standard erwiesen. Dazu wählt der Operateur im Regelfall eine Pfanne, die im Diameter um einen Millimeter größer als die finale Fräse ist (underreaming). Theoretisch besteht dadurch beim Einschlagvorgang die Gefahr einer Verkippung und Abweichung zwischen der ursprünglich gewünschten und tatsächlich erreichten Pfannenposition. In der vorliegenden Arbeit wurden mit Hilfe der bildfreien Navigation Abweichungen zwischen der geplanten und tatsächlich erreichten Pfanneninklination (INKL) und Pfannenanteversion (AV) evaluiert und mögliche Zusammenhänge zu Pfannengröße, dem Kellgrenscore, der Schnittlänge und dem BMI analysiert.
Methodik: An insgesamt 50 Patienten erfolgte über einen minimal-invasiv anterioren (MicroHip®) Zugang mit Hilfe eines bildfreien Navigationssystems (Hip 6.0 prototype, Brainlab, Feldkirchen) die Implantation von zementfreien Hüft-Totalendoprothesen (Pinnacle, Corail, DePuy Warsaw). Zielwerte der Pfannenimplantation waren die vom Navigationssystem intraoperativ empfohlenen Werten für INKL und AV. Zu Beginn des Einschlagvorgangs positionierte der Operateur navigationskontrolliert die Pfanne in der vorgesehenen INKL und AV vor der Eingangsebene. Nach Abschluss des Einschlagvorgangs und fester pressfit-Verankerung wurde die Pfannenposition registriert und mit dem ursprünglich vorgesehenen Ausgangswert verglichen. Die statistische Beurteilung erfolgte mit deskriptiven Methoden, dem ANOVA (alpha=0,05) und dem Pearson Korrelationskoeffizienten.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die mittleren Abweichungen zwischen der geplanten und der tatsächlich erreichten Pfannenposition betrug für die INKL 0,7° (±4,9°; -10° bis 14°) und für die AV 0,1° (±4,2°; -9° bis 11°). Die Berechnung des Pearson Korrelationskoeffizienten zeigte keine klinisch relevanten Zusammenhänge zwischen der Positionsabweichung der Pfanne und dem BMI des Patienten (INKL r=-0,09, AV r=0,02) oder der Schnittlänge (INKL r=-0,15, AV r=0,28). Ebenso waren weder das Arthrosestadium (INKL p=0,77, AV p=0,66) noch die Pfannengröße (INKL p=-0,43, AV p=0,17) mit dem Ausmaß der Pfannenabweichung assoziiert.
In der vorliegenden Arbeit war die Pressfit-Verankerung von Hüftpfannen in der minimal-invasiven Primärendoprothetik im Regelfall sicher möglich. Das im nordamerikanischen Sprachraum zur Vermeidung einer Fehlpositionierung gelegentlich empfohlene, vergrößerte Auffräsen des Pfannenlagers (overreaming) erscheint a priori nicht nötig. Chirurgen sollten allerdings grundsätzlich in der minimal-invasiven Hüftendoprothetik zur intraoperativen Winkelkontrolle der Pfanne auf mechanische Ausrichtinstrumente, die intraoperative Fluoroskopie oder die bildfreie Navigation zurückgreifen, um eine mögliche Fehlpositionierung nach dem Einschlagvorgang sicher auszuschließen.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR20-436
doi: 10.3205/14dkou550, urn:nbn:de:0183-14dkou5501
Published: October 13, 2014
© 2014 Springorum et al.
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by G. H. | Jun 3, 2019 | Knie + Endoprothetik, News
Experimentelle Analyse des Deformationsverhaltens und der primären Verankerungsfestigkeit monolithischer, keramischer Hüftpfannen bei Pressfit-Verankerung
Schulze C, Dammer R, Begand S, Oberbach T, Bader R
Fragestellung: Durch den Einsatz dünnwandiger, monolithischer Pressfit-Hüftpfannen in der Primärversorgung kann Knochenmaterial für spätere Revisionsoperationen erhalten werden. Jedoch neigen dünnwandige, künstliche Hüftpfannen beim Fixieren im Knochenlager zu Deformationen. Zu große radiale Deformationen wirken sich negativ auf den Spaltabstand (Clearance) in der Artikulationsfläche zwischen Kopf und Pfanne aus. Dadurch kann es zu erhöhtem Abrieb der Gleitpartner kommen. Eine Verformung der äußeren Pfannengeometrie begünstigt zudem Mikrobewegungen am Implantat-Knochen-Interface und verringert die Primärstabilität.Ziel dieser experimentellen Studie ist die Charakterisierung der radialen Deformation und der Verankerungsfestigkeit einer neuartigen, monolithischen Hüftpfanne aus Dispersionskeramik mit rauer und poröser Titan-Beschichtung, in Abhängigkeit von der Pressfit-Verankerung im Knochen.
Methodik: Es wurden Hüftpfannen aus ceramys® (ATZ-Keramik, Mathys Orthopädie GmbH, Mörsdorf) der Größe 44/36 und 48/40 (d.h. 44 bzw. 48 mm Außen- sowie 36 bzw. 40 mm Innendruchmesser) (jeweils n=9) untersucht. Dafür wurden Kavitäten für einen Pressfit (Unterfräsung) von 1,5/1,0/0,5 mm mittels CNC-Fräser in die PU-Schaumblöcke (Sawbones® 20 pcf, Sawbones, Malmö, Schweden) gefräst. Die Hüftpfannen wurden mittels einer servo-hydraulischen Prüfmaschine dynamisch, kraftgeregelt (F=8 kN) in die Kunstknochenblöcke eingeschlagen. Während des Einschlagvorganges wurden die tangentialen Dehnungen ε unterhalb der Pfanneneingangsebene mittels Dehnungsmessstreifen aufgenommen. Über den Ansatz ΔD=D*|ε| wurden die Durchmesseränderung ΔD berechnet. Dabei entspricht ΔD der Deformation in radialer Richtung und D dem Durchmesser der Pfannenkalotte in der Messebene (Mittelwert der Fertigungstoleranz). Zur Ermittlung der Primärstabilität wurden die Hüftpfannen anschließend weggeregelt (v=10 mm/min) aus der Knochenkavität ausgedrückt. Das erste Maximum der Ausdrückkraft Fout wurde als Maß für die Primärstabilität herangezogen.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die größten radialen Deformationen wurden bei beiden Pfannengrößen entlang der Einspannungsrichtung des PU-Blocks ermittelt. Der Mittelwert der Deformation Δ D beträgt bei Pfannengröße 44/36 1,18 ± 1,03 µm und bei Pfannengröße 48/40 2,63±0,9 µm. Die Messung der Primärstabilität ergab bei Pfannengröße 44/36 Fout=345±139 N und bei Pfannengröße 48/40 Fout=372 ±157 N. Die größte Primärstabilität und die größten Deformationen wurden, bei beiden Pfannengrößen, bei einem Pressfit von 1,5 mm festgestellt.
Die radialen Deformationen verursachen eine Verringerung des Pfannendurchmessers, jedoch sind diese im Vergleich zur vorliegenden minimalen Clearance (30 µm) gering. Daraus kann eine gleichmäßige intraoperative Verklemmung der künstlichen Hüftpfannen aus ATZ-Keramik erwartet werden. Eine Unterfräsung von 1,5 mm führt, im Vergleich mit der Literatur, zu einer hohen Primärstabilität.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR20-1320
doi: 10.3205/14dkou549, urn:nbn:de:0183-14dkou5496
Published: October 13, 2014
© 2014 Schulze et al.
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by G. H. | Jun 3, 2019 | Knie + Endoprothetik, News
Prospektiv randomisierter Vergleich der klinischen, radiologischen und osteodensitometrischen Ergebnisse nach Implantation der zementfreien Kurzschaftprothesen Metha® und Nanos® bei primärer Koxarthrose
Brinkmann V, Freche S, Wohlrab D, Delank KS, Zeh A
Fragestellung: Kurzschaftprothesen haben das Ziel einer metaphysären Kraftübertragung, die ein stress-shielding des proximalen Femur verhindern und durch den Knochenerhalt eine günstigere Voraussetzung für die Revisionssituation schaffen soll.
Das Ziel der vorliegenden prospektiv randomisierten Studie bestand darin, die Migration und das Remodelling im Bereich des proximalen Femurs nach Implantation der Metha®-(Aesculap AG, Tuttlingen, Deutschland) und Nanos®-(Smith&Nephew GmbH, Marl, Deutschland) Kurzschaftprothese zu analysieren.
Methodik: Vom 01.01.2011 – 02.04.2013 wurde bei 24 Patienten (12 Frauen , 12 Männer) ein Metha®-Stem und bei 26 Patienten (10 Frauen , 16 Männer) mit primärer Koxarthrose ein Nanos®-Stem randomisiert implantiert.
Neben der radiologisch digitalen Auswertung des Stemverhaltens in Bezug auf die Migration, Varus-Valgus-Ausrichtung, Veränderung des Offsets, Center of Rotation (COR), Caput-Collum-Diaphysen-Winkels (CCD) sowie einer Beinlängenbeeinflussung, wurde das Auftreten radiotransluzenter Linien (RL) analysiert und bewertet. Darüber hinaus wurde eine gruenzonendefinierte DEXA-Untersuchung des proximalen Femurs direkt postoperativ, sowie im Durchschnitt nach ca. 3 und 12 Monaten durchgeführt. Die klinische Beurteilung erfolgte anhand der visuell analogen Schmerzskala (VAS) und dem Harris-Hip-Score (HHS).
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Zusammengefasst ließ sich anhand der DEXA-Analyse nach 12 Monaten eine geringe aber signifikante Abnahme der BMD (Bone Mineral Density) für den Metha®-Stem in den Gruen-Zonen 1, 6 und 7, sowie für den Nanos®-Stem in den Gruen-Zonen 1 und 7 analysieren (gepaarter t-Test; p< 0,05).
Für die radiologischen Parameter Migration, Varus-Valgus-Ausrichtung, Offset, COR, CCD-Winkel und Beeinflussung der Beinlänge konnte innerhalb beider Gruppen sowie im direkten Gruppenvergleich keine statistische Signifikanz festgestellt werden (t-Test; p >0,05). Die Analyse des Auftretens von RL erbrachte keine statistisch signifikanten Unterschiede beider Prothesenstems.
Für beide Patientengruppen wurde eine statistisch signifikante Verbesserung der VAS (Mittelwert 0,7) und des HHS (Mittelwert 96 Punkte) beobachtet (gepaarter t-Test; p<0,001).
Mit beiden untersuchten Kurzschaftprothesensystemen konnten hervorragende klinische Ergebnisse erzielt werden. Beide Implantate zeigten keine Anzeichen für eine Beeinträchtigung der Osseointegration.
Ein gering ausgeprägtes stress-shielding im proximalen Femur konnte aber für beide Stems nach 12 Monaten nachgewiesen werden.
Im Vergleich zu konventionellen Femurprothesen ist die Abnahme der BMD im Bereich des proximalen Femurs als gering einzustufen, so dass für beide Prothesensysteme eine Verringerung des proximalen stress-shieldings und ein weitgehender Knochenerhalt im Vergleich zu konventionellen Stems konstatiert wird.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR20-650
doi: 10.3205/14dkou548, urn:nbn:de:0183-14dkou5484
Published: October 13, 2014
© 2014 Brinkmann et al.
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