by G. H. | Jul 1, 2019 | Fuß, News
3D optischer Vergleich der Relativbewegung im Rückfuß nach tibiotalocalcanearer Arthrodese mittels zweier Nagelsysteme im osteoporotischen Knochenmodell
Evers J, Wähnert D, Schulze M, Lakemeier M, Grüneweller N, Richter M, Raschke MJ, Ochman S
Fragestellung: Die retrograde Marknagelung zur tibiotalocalcanearen Fusion ist zunehmend verbreitet, indes ist die Verankerung im osteoporotischen Knochen von entscheidender Bedeutung. Ziel dieser Studie war der biomechanische Vergleich der Primärstabilität zweier retrograder intramedullärer Nagelsysteme mit unterschiedlichem Verriegelungsmodus und Design im Kadavermodell osteoporotischer Humanpräparate.
Methodik: Es wurden sechs Paar humane Unterschenkelfrischpräparate mit einem mittleren Alter von 85.3 Jahren (Range: 77 bis 95) verwendet. Nach Ausschluss von knöchernen Läsionen und Bestimmung der Knochendichte (Bone Mineral Density) mittels CT, wurden die Unterschenkel von sämtlichem Weichteilgewebe bis auf die Band- und Kapselstrukturen des oberen und unteren Sprunggelenks (OSG und USG) befreit und der Vorfuß im Chopart-Gelenk amputiert. Es wurde ein modifiziertes Test-Setup nach Mückley und Klos verwendet.
Die Präparate wurden paarweise randomisiert entweder mit dem HAN- oder A3-Nagel instrumentiert (A3, Small Bone Innovations, Morrisville, PA, USA; HAN, Synthes, West Chester, PA, USA).
Die biomechanische Testung erfolgte mittels servohydraulischer Prüfmaschine (Instron 8874).
Zunächst wurden quasi-statische Tests in Extension/Flexion, in Varus/Valgus und Torsion durchgeführt. Anschließend erfolgte ein zyklischer Stufentest in Extension/Flexion (125N für 6×220 Zyklen und 250N für 14×220 Zyklen) bis zum Versagen des Konstrukts.
Die Messung der Relativbewegungen und somit der Auslockerung erfolgte mit Hilfe eines optoelektronischen Messsystems (NDI Optotrack). Es wurde die Range of Motion zwischen Calcaneus, Talus und Tibia berechnet. Die statistische Auswertung erfolgte mit Hilfe des Wilcoxon-Rangsummentests, das Signifikanzniveau wurde mit p<0,05 festgelegt.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die durchschnittlichen Knochendichte betrug 85.2 mgHA/ccm und zeigte keine Unterschiede zwischen beiden Gruppen (p=0.43).
In der 3D Analyse zeigte der HAN unter Torsionsbelastung sowohl im OSG als auch im USG und in zyklischer Extensions-/Flexionsbelastung im USG eine signifikant geringere ROM im Vergleich zum A3-Nagel (p=0,028).
Hinsichtlich der weiteren Analysen konnten keine weiteren Unterschiede festgestellt werden.
Unsere 3D Analyse zeigt, dass das Nageldesign und der Verriegelungsmodus einen entscheidenden Einfluss auf die Relativbewegung und damit die Primärstabilität nach tibiotalocalcanearer Arthrodese im osteoporotischen Knochen haben.
Die Bewegungen zwischen Tibia und Talus, sowie zwischen Talus und Calcaneus sind bei den unterschiedlichen Belastungsmodi für A3 und HAN vergleichbar. Jedoch zeigen sich Unterschiede im Setting eines osteoporotischen Knochens mit Zunahme in der Torsionsbewegung für OSG und USG und im zyklischen Stufentest im USG. Dies kann für eine verzögerte Durchbauung oder gar die Entwicklung einer subtalaren Pseudarthrose von klinischer Relevanz sein.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR21-642
doi: 10.3205/14dkou560, urn:nbn:de:0183-14dkou5601
Published: October 13, 2014
© 2014 Evers et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.
by G. H. | Feb 3, 2019 | Fuß, Hüfte + Endoprothetik, Knie + Endoprothetik, News
Die valgisierende Standardkorrektur verbessert die Reparatur fokaler Knorpeldefekte – eine translationale Studie im Schafmodell
Goebel L, Orth P, Müller A, Zurakowski D, Pape D, Kohn DM, Cucchiarini Madry M, Madry H
Fragestellung: Markraumstimulierende Verfahren sind zur Behandlung kleiner symptomatischer Knorpeldefekte indiziert. Der Einfluss der Beinachse auf die Reparatur von fokalen Knorpeldefekten ist jedoch weitgehend unklar. Wir testeten daher die Hypothese, dass die Entlastung vollschichtiger Knorpeldefekte im lasttragenden medialen Femurkondylus durch valgisierende Tibiakopfosteotomien (HTO) zur verbesserten Knorpelreparatur im präklinischen Schafmodell im Vergleich zu einer erhöhten Belastung durch Varisierung führt. Weiterhin wurde die Hypothese getestet, dass eine valgisierende Standardkorrektur zu besseren Ergebnissen als Überkorrektur führt.
Methodik: Bei 19 adulten Merinoschafen wurden bilateral vollschichtige Knorpeldefekte (4 x 8 mm) im medialen Femurkondylus gesetzt und durch Pridiebohrung therapiert. Alle rechten Hinterbeine erhielten eine mediale, biplanare HTO (TomoFix small stature): (a) schließende HTO (5,5° Varus; n=4), (b) öffnende HTO (6,5° Valgus; Standardkorrektur; n=10), (c) öffnende HTO (11,5° Valgus; Überkorrektur; n=5). Linke Hinterbeine dienten als Kontrolle. Postoperativ war Vollbelastung erlaubt. Nach sechs Monaten erfolgten verblindete Analysen per 9,4 Tesla Hochfeld-MRT (µMRT, 2D MOCART Score), makroskopischem Score, Mikrocomputertomographie (µCT), Immunhistochemie für Typ I- und II-Kollagen und Histologie (Sellers Score). Statistische Auswertung unter Anwendung Quasi-Likelihood-Methoden und verallgemeinerter Schätzungsgleichungen (SPSS, Armonk, USA). Daten sind als Mittelwert ± Standardabweichung angegeben mit signifikantem P<0,05.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Makroskopisch führte die valgisierende Standardkorrektur zu verbesserter Farbe (P=0,012), Oberfläche (P<0,001) Defektfüllung (P=0,002) und Gesamtpunktzahl (P=0,019). Im µMRT zeigte sich eine verbesserte Defektfüllung (P<0,001) und MOCART-Gesamtpunktzahl (P=0,034). Histologisch ergab die valgisierende Standardkorrektur beste Werte für Defektfüllung (P<0,001) und Gesamtpunktzahl (P=0,011). Varisierung verschlechterte Zellmorphologie (P=0.016) und Typ-II-Kollagen-Immunfärbung (P<0,001). Die Knochendichte der subchondralen Knochenplatte war im µCT nach Varisierung (P=0,046) und valgisierender Überkorrektur (P=0,001) reduziert.
Eine valgisierende Standardkorrektur führt im translationalen Schafmodell zu signifikant verbesserter makroskopischer und struktureller Knorpelreparatur im medialen Femurkondylus im Vergleich zu den Kontrollen. Eine Überkorrektur sollte vermieden werden. Diese translationalen Ergebnisse unterstützen das Konzept der Entlastung von vollschichtigen Knorpeldefekten in lasttragenden Bereichen des medialen Femurkondylus bei Patienten mit Varusfehlstellung.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR15-1470
doi: 10.3205/14dkou500, urn:nbn:de:0183-14dkou5001
Published: October 13, 2014
© 2014 Goebel et al.
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by G. H. | Feb 3, 2019 | Fuß, Hüfte + Endoprothetik, Knie + Endoprothetik, News
Integration von nativen Knorpelgewebstransplantaten im Schafsmodell
Gelse K, Pachowsky M, Hennig FF, Trattnig S, Welsch G
Fragestellung: Das Ziel dieser Studie bestand darin, in einem Schafsmodell die Integration von nativen Knorpelgewebstransplantaten mit dem umgebenden Gewebe von Knorpeldefekten zu untersuchen. Hintergrund dieser Arbeit sind Beobachtungen neuerer Studien, welche den Chondrozyten prinzipiell die Fähigkeit zur Migration aus der Knorpelmatrix heraus zubilligen, wodurch der Begriff des sogenannten „integrative cartilage repair“ postuliert wurde.
Methodik: In adulten Schafen (n=12) wurden Knorpeldefekte (5 mm Durchmesser) in der medialen Femurcondyle mit 4 unterschiedlichen Reparaturverfahren behandelt (n=6 je Gruppe). In die Defekte wurden 1 mm dicke native Knorpelgewebe-Chips (Transplantate) eingesetzt, die zuvor aus dem Randbereich der Trochlea isoliert wurden. Die subchondrale Knochenlamelle wurde dabei entweder intakt belassen oder mittels je 5 Mikrofrakturierungen penetriert. Als Kontrollen dienten entweder unbehandelte Defekte mit intakter subchondraler Knochenlamelle oder Defekte, die lediglich mit reiner Mikrofrakturierung behandelt wurden.
Die Analyse der Defekte und der Reparaturgewebe erfolgte nach 6 und 26 Wochen mittels histologischer Methoden (ICRS II Score, modifizierter O’Driscoll Score).
Ergebnisse: In diesem Schafsmodell zeigten unbehandelte und mittels Mikrofrakturierung behandelte Defekte eine durchweg inkomplette Defektauffüllung mit minderwertigem Faserknorpel. Beim Einsetzen von nativen Knorpelgewebstransplantaten kam es in 60% (6 Wochen) bzw. 41% (26 Wochen) der Fälle zu einer Delamination bzw. Dislokation der Transplantate. Ursache hierfür war eine insuffiziente laterale Integration mit dem umgebenden Knorpel und eine komplett ausgebliebene basale Integration mit der darunterliegenden kalzifizierten Knorpelschicht. Eine Zellmigration bzw. ein Auswachsen von Chondrozyten aus der Matrix der Transplantate heraus konnte in dieser in vivo- Studie nicht regelhaft nachgewiesen werden. Die Matrix der Transplantate neigte hingegen während der Untersuchungszeiträume zur Degeneration mit erheblichen Proteoglykanverlust.
Im Gegensatz dazu zeigten die Transplantate in Defekten mit arrodierten Knochenmark und entfernter basaler kalzifizierter Knorpelschicht eine signifikant bessere basale und laterale Integration. Die einsprossende Zellen aus dem Knochenmark fungierten offenbar als Defektfüller und trugen zur besseren Integration bei.
Schlussfolgerung: Ein sogenanntes „integrative cartilage repair“ mit spontanem Auswachsen und Migration von Chondrozyten aus nativen Knorpelgewebstransplantaten heraus konnte in diesem Modell nicht regelhaft nachgewiesen werden. Die Integration konnte hingegen durch einwandernde Zellen nach Arrosion des subchondralen Knochenmarks mittels Mikrofrakturierung verbessert werden.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR15-932
doi: 10.3205/14dkou499, urn:nbn:de:0183-14dkou4993
Published: October 13, 2014
© 2014 Gelse et al.
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by G. H. | Jän 10, 2019 | Fuß, News
Einfluss der Kallusaugmentation mit konzentiertem Beckenkammaspirat auf die Regeneratheilung beim Tibiasegmenttransport. Eine verlgeichende prospektive Studie
Seybold D, Pätzholz S, Königshausen M, Schildhauer TA, Geßmann J
Fragestellung: Der Tibiasegmenttransport in der posstraumatischen Knochendefektrekonstruktion ist ein seid langem etabliertes Verfahren eine Knochenkontinuität wieder herzustellen. Es ist ein sehr aufwändiges Verfahren mit langen Konsolidationszeiten des Regenerates und hohen Komplikationsraten. Das Ziel dieser Arbeit ist es den Einfluss der Kallusaugmentation mit konzentriertem Beckenkammaspirat während der Kallusreifung prospektiv zu erfassen und mit einem nicht augmentiertem Referenzkollektiv zu vergleichen.
Methodik: Zwischen 2007 und 2011 konnten 31 Patienten mit einem durchschnittlichen, tibialen Segmentdefekt von 7,49 cm (SD 2,95) bei 23 Patienten und 8 Patientinnen (Durchschnittsalter 43,59 Jahre, BMI 28,06 17 Raucher 14 Nichtraucher) prospektiv erfasst werden. Der Segmenttransport wurde bei allen Patienten mit einer Seilzugringfixateurmontage antegrad durchgeführt. Bei 15 Patienten wurde nach Abschluss der Distraktionsphase während der Docking-Operation die Punktion des Beckenkamms mit Aspiration von 60 ml Beckenkammblut durchgeführt. Hieraus wurde intraoperativ das konzentrierte Beckenkammblut (BMAC) über eine Dichtegradientenzentrifugation (SmartPrep2TM, Harvest Technologies) gewonnen und perkutan unter radiologischer Kontrolle in die zentrale Wachstumszone des Regeneratschlauches eingebracht. Alle Patienten wurden klinisch und radiologisch bis zur Konsolidation nach einem standardisierten Protokoll nach behandelt.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Eine Konsolidation konnte bei 23 Patienten ohne eine weitere Operation erzielt werden mit einem durchschnittlichen Konsolidationsindex von 31,54 Tagen und einem Healing Index von 50,57 Tagen bei einer Fixateurtragezeit von durchschnittlich 351 Tagen. In vier Fällen konnte eine Regeneratkonsolidation nur über eine additive Plattenosteosynthese erzielt werden, in weiteren vier Fällen konnte keine Regeneratbildung erreicht werden. Im Vergleich der 15 Patienten mit Harvest augmentiertem Regenerat und den 16 Patienten ohne Augmentation zeigte sich ein Healing Index von 48,76 Tagen (Harvest) zu 53,95 (ohne Augmentation). Die Regeneratbildungs- und Konsolidationsstörungen fand sich nur bei einem Fall in der Harvest-augmentierten Gruppe und bei sieben Fällen in der nicht augmentierten Gruppe.
Die Konsolidationszeit des Regenerates ist abhängig von der osteogenen Aktivität im Regeneratschlauch. Daher scheint sich die Überlegung der Regenerataugmentation mit konzentriertem Beckenkammblut, zur Beschleunigung der Regeneratreifung mit Reduktion des Healing Index, anhand dieser ersten vergleichenden Studie zu bestätigen.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR13-1300
doi: 10.3205/14dkou487, urn:nbn:de:0183-14dkou4871
Published: October 13, 2014
© 2014 Ulrich et al.
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by G. H. | Aug 28, 2018 | Fuß, Hand, Knie + Endoprothetik, News, Schulter, Wirbelsäule chir.
Wieviel Heilung braucht die Fraktur? Ermittlung der minimalen biomechanisch erforderlichen Fusionsfläche bei Tibiafrakturen in einem individualisierten Finite Elemente Modell
Tjardes T, Roland M, Otchwemah R, Bouillon B, Diebels S
Fragestellung: Die Diagnose ‚konsolidierten Fraktur‘ unterliegt immer noch keinem Konsens und beruht zu relevanten Anteilen auch auf Erfahrungswerten. Da jede Fraktur und jeder Patient eine einzigartige biomechanische Konstellation darstellen muß die Frage gestellt werden, ob jede Fraktur vollständig durchhaut sein muß, um voll belastbar zu sein, oder ob es ein Minimum an Fusionsfläche gefunden werden kann welches hinreichend ist um die auftretenden Belastungen abzutragen.
Methodik:
1. Frakturmodell:
An Sawbone Modellen der Tibia wurden zwei Frakturen von Typ AO 42-B1 und 42-A2 nachgebildet und mit einer winkelstabilen Plattenosteosynthese (Synthes) in typischer Weise versorgt.
2. Generierung des Datensatzes zur Modellentwicklung:
CT der Sawbones (Siemens, Somatom Definition Flash, DICOM Format)
3. Bildsementierungsprozeß (edge preserving regularization processes)
4. Entwicklung des Finite Elemente Modells:
Unter Nutzung des sog. ‚Hanging Node‘ Prinzips wird eine Reduktion des Datenvolumens erreicht
5. Festlegen der mechanischen Rahmenparameter: Stopkriterium des Optimierungsalgorythmus ist das Erreichen von 20% des maximalen von Mises Stresses (max.79,42) in Knochen/Implantat bei Belastungssimulation ohne Frakturheilung (Belastung entsprechend einem 80kg schweren Menschen)
6. Optimierungsalgorhytmus
Ein 16-schrittiger Optimierungsalorhytmus ermittelt die kleinste Fusionsfläche und deren Lokalisation die erforderlich ist um den Belastungsvorgaben (Stopkriterium) zu genügen.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Um eine physiologische Belastbarkeit der Fraktur zu erreichen ist eine deutlich geringere Fusionsfläche erforderlich als die komplette Frakturfläche. Im Abhängigkeit der Wahl der mechanischen Rahmenbedingungen ist eine Fusion auf <10% der Gesamtfrakturfläche hinreichend, um das vorgegeben Belastungsmaximum (20% des bei Belastung ohne Frakturheilung auftretenden von Mises Stresses in Knochen/Implantat)zu gewährleisten. Der entwickelte Workflow (s. Methodik 2.-5.) ist hinsichtlich der erforderlichen Rechenkapazität so strukturiert, daß er auf handelüblichen Desktop PC benutzt werden kann. Damit ergibt sich die Möglichkeit nach entsprechender Validierung die Frakturheilung individualisiert unter biomechanischen Gesichtspunkten zu beurteilen und ggf. eine gezielte Therapie (Spongiosaplastik) ausschließlich in den biomechnisch relevanten Bereichen der Fraktur durchzuführen.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI60-442
doi: 10.3205/14dkou438 , urn:nbn:de:0183-14dkou4385
Published: October 13, 2014
© 2014 Tjardes et al.
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by G. H. | Jul 16, 2018 | Fuß, Knie + Endoprothetik, News
Retrospektive Untersuchung der Ausbeute einer 14-Tage Inkubation von Gewebebiopsien bei orthopädischen Implantat-assoziierten Infekten
Wahl P, Schwotzer N, Fracheboud D, Gautier E, Chuard C
Fragestellung: Mikrobiologische Kulturen bleiben von größter Wichtigkeit in der Infektdiagnostik. Eine Verlängerung der Inkubationsperiode und eine Erhöhung der Anzahl Proben wurden vorgeschlagen, um die langsam wachsenden, wenig virulenten Bakterien bei orthopädischen Implantat-assoziierten Infekten besser identifizieren zu können. In dieser Studie wurde die Ausbeute einer 14-Tage Inkubation von Gewebebiopsien aus einer allgemeinen Orthopädie und Unfallchirurgie untersucht.
Methodik: Retrospektive Untersuchung einer zwischen August 2009 und März 2012 prospektiv gesammelten Kohorte von Fällen von Revisionseingriffen in der Orthopädie und Unfallchirurgie eines einzigen Krankenhauses, wo Gewebebiopsien für mikrobiologische Untersuchung entnommen wurden. Nur die erste Revision wurde berücksichtigt um ein Verzerren der Resultate durch wiederholte Operationen bei aggressiven schnell wachsenden Bakterien zu vermeiden.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Insgesamt wurden 499 Gewebebiopsien bei 117 Fällen entnommen. Bakterien konnten in den Kulturen von mindestens einer Probe in 70 Fällen (60%) identifiziert werden. Davon wurden 58 (83%) als Infekt klassifiziert und 12 (17%) als Kontamination angesehen. Der Medianwert der Dauer bis Kulturnachweis war 1 Tag (Spannweite 1–10) bei Infektionen, und 6 Tage (Spannweite 1–11) bei den Kontaminationsfällen. Im Falle einer Infektion waren die Kulturen bei 56 Fällen (97%) positiv innert 7 Tagen. In dieser Studie konnte ein Vorteil für eine Inkubation der Kulturen bis zu 7 Tage nachgewiesen werden, aber nicht darüber hinaus. Obwohl eine weitere Verlängerung der Inkubation in besonderen Situationen von Nutzen sein könnte, insb. wenn die Prävalenz von langsam wachsenden Bakterien und Anaerobiern hoch ist, scheint dies in einer allgemeinen Orthopädie und Unfallchirurgie nicht der Fall zu sein.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI58-609
doi: 10.3205/14dkou420 , urn:nbn:de:0183-14dkou4202
Published: October 13, 2014
© 2014 Wahl et al.
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