by G. H. | Mai 6, 2019 | Hüfte + Endoprothetik, News
Auswirkungen von Beinlängendifferenzen auf Becken und Wirbelsäule bei Patienten mit Hüftgelenksersatz
Betsch M, Graber M, Wild M, Zilkens C
Fragestellung: Beinlängendifferenzen stellen die zweithäufigste Ursache für einen Rechtsstreit nach einer Gelenkoperation dar und 7.9% aller Orthopäden werden im Laufe ihrer Berufslaufbahn aufgrund eines postoperativen Beinlängenunterschiedes verklagt. In vorherigen Studien konnten wir ein Modell zur Simulation von Beinlängendifferenzen und deren Auswirkungen auf Beckenstellung und Körperhaltung mit Hilfe eines lichtoptischen Messsystems etablieren. Ziel der aktuellen Studie war es die Effekte von Beinlängendifferenzen bei Patienten nach Hüftgelenksersatz unter Verwendung dieses Modells zu untersuchen und mit einer Kontrollgruppe zu vergleichen.
Methodik: Im Rahmen unserer Studie wurden 99 Patienten (65 Frauen und 34 Männer) durchschnittlich 24 Monate nach Implantation einer Hüftgelenksprothese untersucht. Beinlängendifferenzen von +10 mm, +20 mm und +30 mm wurden durch eine computergesteuerte Standplattform bei allen Patienten und in einer gematchten Kontrollgruppe simuliert. Nach einer Minute wurden die Effekte der simulierten Beinlängendifferenzen auf Becken (Beckenschiefstand und torsion) und Wirbelsäule (Seitabweichung und Oberflächenrotation) mit Hilfe eines lichtoptischen Messsystems (Formetric®, Diers International GmbH, Schlangenbad, Deutschland) erfasst. Unterschiede zwischen den Beinlängendifferenzen und zwischen den Gruppen wurden mit Hilfe von unabhängigen T-Tests sowie mit multivarianten ANOVA-Tests (modifizierte Bonferroni Methode) evaluiert.
Ergebnisse: Nach Implantation einer Hüftgelenksprothese zeigte sich radiologisch gemessen eine durchschnittliche Beinlängendifferenz von 1.22±11 mm. Beinlängendifferenzen von 10 mm und mehr führten in unserem Patientenkollektiv zu einer signifikanten Veränderung (p<0.05) des Beckenstandes und ab 20 mm zu einer signifikanten Erhöhung (p<0.05) der Beckentorsion. Durch Beinlängendifferenzen von 30 mm kam es zu signifikanten Veränderungen (p<0.05) in der Oberflächenrotation und Seitabweichung der Wirbelsäule. Nach Implantation einer Hüftgelenksprothese führen Beinlängendifferenzen im Vergleich zu einem Normkollektiv zu stärkeren Veränderungen der Beckenstellung und Wirbelsäulenform. So zeigten sich signifikante Unterschiede (p<0.05) zwischen beiden Gruppen ab 10 mm Beinlängendifferenz sowohl für die Wirbelsäulenparameter als auch ab 20 mm für die Beckenstellung.
Schlussfolgerung: Mit dem hier verwendeten Messsystem können beinlängenbedingte Veränderungen der Körperhaltung und Beckenstellung umgehend und strahlenfrei erfasst werden. Die Ergebnisse unserer Studie zeigen, dass es in Hüft-TEP Patienten zu signifikanten Veränderungen des Beckens und der Wirbelsäule durch simulierte Beinlängendifferenzen kommt. Jedoch scheinen sich bei diesen Patienten, Beinlängendifferenzen stärker auf das Becken und die Wirbelsäule auszuwirken als in einer vergleichbaren Kontrollgruppe, was durch eine operativ bedingte veränderte Biomechanik des Hüftgelenks erklärbar ist.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR19-975
doi: 10.3205/14dkou535, urn:nbn:de:0183-14dkou5354
Published: October 13, 2014
© 2014 Betsch et al.
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by G. H. | Mrz 19, 2019 | Hüfte + Endoprothetik, News
Mikrozirkulation nach offener (DHS) und minimalinvasiver (PCCP) extramedullärer Osteosynthese bei der pertrochantären Femurfraktur
Knobe M, Böhle F, Gradl G, Andruszkow H, Hildebrand F, Stromps JP, Pape HC
Fragestellung: Als universell verwendbares Implantat ist die DHS seit vielen Jahren bei der Versorgung pertrochantärer Femurfrakturen etabliert. Nachteilig ist jedoch das Weichteiltrauma im geriatrischen Patientengut nach offenem Vorgehen, mit teilweise hohen Raten an Wundinfektionen. Die winkelstabile und minimalinvasive Perkutane Kompressionsplatte (PCCP) verkörpert hierbei eine komplikationsarme Alternative. Die limitierte Sicht und die limitierten Freiheitsgrade bei kleinen Zugängen können jedoch bei unzureichender Expertise ebenfalls zur Schädigung der Weichteile führen, was dem Konzept der minimalinvasiven Chirurgie zuwider läuft. Eine intakte Mikrozirkulation des Weichgewebes ist dabei unstrittig Voraussetzung für eine komplikationslose Wundheilung. Ziel dieser Pilot-Studie war die Erfassung mikrozirkulatorischer Parameter des Weichteilmantels am proximalen Femur zur Quantifizierung des Weichteiltraumas nach offenem und minimalinvasivem Vorgehen.
Methodik: Bei 25 Patienten mit pertrochantärer Femurfraktur (12 DHS, 13 PCCP, Alter: 74 Jahre, m/w 10/15, ASA 3, A1/A2-Fraktur) wurde als prospektive Kohortenstudie in Rückenlage mithilfe eines standardisierten Messplans präoperativ und postoperativ (8, 24, 48, 96 Stunden) die lokale Mikrozirkulation am proximalen Femur erfasst (Oxygen To See, Laser-Doppler / Weißlichtspektroskopie, LEA-Medizintechnik, Gießen, Deutschland). Über eine Flachsonde wurde der Blutfluss (Flow) sowie die kapillar-venöse Sauerstoffsättigung (SO2) in Gefäßen mit einem maximalen Durchmesser von 100 µm an 9 Punkten in 2 mm und 8 mm Eindringtiefe gemessen. Die Ergebnisse wurden gemittelt und mit dem Wilcoxon-Mann-Whitney-Test auf Signifikanz geprüft.
Ergebnisse: Die Gesamt-Region des proximalen Femurs zeigte nach der DHS einen permanent höheren Flow und eine stationär geringere SO2 im Vergleich zur PCCP. Diese Konstellation konnte besonders in der potenziell diskriminativen Region offen versus untertunnelt 8 Stunden postoperativ detektiert werden (DHS: Flow 30 AU versus PCCP 21 AU; P=0.049) und blieb bis zur letzten Messung nach 4 Tagen erhalten. Sämtliche qualitativen (Geschlecht) wie quantitativen (Alter, Blutdruck, BMI) Einflussgrößen zeigten keine statistisch signifikante Korrelation in Bezug auf Flow und SO2. In der tiefen Gewebeschicht (8 mm) waren im Vergleich zur Oberfläche (2 mm) höhere mikrozirkulatorische Parameter zu detektieren (P<0.001). SO2- und Flow-Werte korrelierten jeweils eng miteinander (P<0.001). Die Werte der gesunden Seite für Flow und SO2 zeigten sich zeitlich konstant.
Schlussfolgerungen: Parameter der Mikrozirkulation am proximalen Femur zeigen signifikante regionale Unterschiede hinsichtlich offenem und minimalinvasivem Zugangsweg nach extramedullärer Osteosynthese der pertrochantären Femurfraktur. Diesbezüglich erwies sich die minimalinvasive Versorgung mittels PCCP als vorteilhaft. Mikrozirkulatorische Parameter sind hierbei relativ konstant und sensibel genug, um differente Weichteiltraumen zu detektieren.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR17-764
doi: 10.3205/14dkou516, urn:nbn:de:0183-14dkou5162
Published: October 13, 2014
© 2014 Knobe et al.
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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. | Dez 10, 2018 | Hüfte + Endoprothetik, Knie + Endoprothetik, News
Einfluss der mechanischen Beanspruchung auf die Osteointegration einer mikroporösen β-TCP-Keramik
Bernstein A, Bohner M, Südkamp NP, Mayr HO
Fragestellung: Der Erfolg der Osteointegration hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehört auch die mechanische Belastungssituation des Implantates. Ziel der Untersuchung war die Analyse des Einwachsverhaltens einer genau definierten mikroporösen β-TCP-Keramik in Abhängigkeit von der mechanischen Beanspruchung (Implantation in nicht Last tragendene oder gering belastete Regionen bzw. in Last tragende und funktionell höhergradig belastete Bereiche.
Methodik: Als Implantate dienten immer zylindrische Formkörper aus einer phasenreinen β-Tricalciumphosphat (TCP)-Keramik mit 7 Durchmesser und 25 mm Länge. Diese besaßen eine interkonnektierende Mikroporosität (40%) mit einem Porendurchmesser von 5 µm. Die keramischen Materialien wurden in Bohrlochdefekte mit 7 mm Durchmesser und unterschiedlichen Last tragenden Gebieten (durch den Ursprung und Ansatz des vorderen Kreuzbandes – Gebiet I, Metaphyse des medialen Femurcondylus – Gebiet II und Hauptlastungszone des medialen Femurkondylus – Gebiet III) von Schafen implantiert. Die mechanische Beanspruchung unterschied sich wie folgt: Gebiet III > Gebiet I >Gebiet II. Die Versuchsdauer erstreckte sich über 6, 12 und 24 oder 26 Wochen. Im Gebiet III wurde ein Zeitraum von 52 Wochen eingeschlossen. Die Gruppengröße pro Zeitraum betrug 7 Tiere. Zur Beurteilung des Einwachsverhaltens im Knochen erfolgte eine histologische und histomorphometrische Analyse. Dabei wurde die ossäre Integration mit Hilfe einer Graduierungsskala semiquantitativ und qualitativ erfasst. Rasterelektronenmikroskopische und immunhistochemische Zusatzuntersuchungen erfolgten exemplarisch. Die Morphometrie erfolgte mittels vollautomatischer Bildanalyse. Statistische Analyse: T-Test, Mann-Whitney-U-Test, Wilcoxon-Test mit statistischer Signifikanz p<0.05.
Ergebnisse: Mikroporöses TCP wird knöchern integriert. Der knöcherne Ersatz geschieht nahezu zeitgleich. Die histomorphometrische Auswertung der Resorption zeigte erhebliche Unterschiede in der Degradations-geschwindigkeit. Bei Gebiet I wurden nach 6 Wochen 4,23+/-3,15%, nach 12 Wochen 13,36%+/-7,06 und nach 24 Wochen 19,56%+/-7,11 % degradiert. Bei Gebiet II lagen die Werte niedriger nach 6 Wochen wurden 4,03+/-2,17%, nach 12 Wochen 8,82 +/-7,89% und nach 24 Wochen 11,72 +/-5,58% des TCP degradiert. Bei Gebiet III wurde die höchste Degradationsrate erreicht Nach 6 Wochen waren es 4,86+/-4,22%, nach 12 Wochen 25,11+/-7,75%, nach 26 Wochen 74,40+/-11,51%. Nach 56 Wochen ist der Dübel zu 81,00 +/- 10,60% degradiert. Die Degradation des Dübels ist dabei tibial wesentlich stärker im Vergleich zu femural. Die Degradation schreitet auch nach Einschluss in den Knochen weiter fort.
Schlussfolgerung: Das Ausmaß der Degradation einer genau definierten TCP-Keramik ist abhängig vom Implantationsort und korreliert mit der mechanischen Beanspruchung des Lagers. In funktionell hochgradig belasteten Gebieten wird nach einem Jahr eine fast vollstädnige Degradation des TCP-Dübels erzielt.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR13-1241
doi: 10.3205/14dkou485, urn:nbn:de:0183-14dkou4851
Published: October 13, 2014
© 2014 Bernstein et al.
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by G. H. | Nov 1, 2018 | Hüfte + Endoprothetik, News
Veränderung der biomechanischen Eigenschaften von humanen Spongiosaproben des Femurkopfes durch in vitro Zellbesiedelung
Weng B, Bobrowitsch E, Kluba T
Fragestellung: Heute routinemäßig für Knochentransplantationen eingesetzte homologe Spenderknochen [1], [2] könnten zukünftig mit autologen Stammzellen in vitro vor der Übertragung besiedelt werden. Hierdurch könnte eine dem autologen Transplantat ähnlichere Situation geschaffen und damit eine verbesserte und beschleunigte Osseointegration des Knochentransplantates erzielt werden. Durch die zur Zellbesiedelung nötige mehrtägige Lagerung in einem Zellkulturbad, könnte es aber zu einer negativen Veränderung der biomechanischen Eigenschaften des Knochens kommen.
Ziel der Studie sollte sein, Festigkeitsänderungen statistisch signifikant zu erfassen und eine Abschätzung des Einflusses der Lagerung im Zellmedium auf die Belastbarkeit des homologen Scaffolds zu erreichen. Damit sollte die Verwendbarkeit des behandelten Knochens aus rein mechanischer Sicht im operativen Vorgehen abgeschätzt werden.
Methodik: An 39 symmetrischen, aus humanen Femurköpfen zugeschnittenen Probenpaaren (Quader) erfolgte mittels Druckversuch an einer MTS Bionix-Prüfmaschine die Versuchsdurchführung. Hierfür wurden zunächst geeignete Probenhalterungen sowie eine Sägevorrichtung konstruiert und gebaut. Mit Vorversuchen an 60 nicht zellbesiedelten Probenpaaren wurde die zur Datenerhebung benötigte Stückzahl ermittelt sowie die möglichen Belastungsmuster [3], [4] durch die Prüfmaschine festgelegt. Eine Prüfprozedur für die numerische Steuerung der Prüfmaschine wurde von den gewonnenen Daten abgeleitet und programmiert. Jeweils eine Probe aus jedem Probepaar wurde über zehn Tage zellbesiedelt und gegen die jeweils unbesiedelte, aus demselben Femurkopf, auf Druckfestigkeit sowie E-Modul gemessen. Zur Abschätzung des Einflusses der Besiedelungsdauer wurden exemplarisch weitere 13 Proben über einen Zeitraum von fünf Wochen besiedelt und anschließend getestet. Um eine Kontrolle über eventuelle strukturelle Inhomogenitäten wie Risse oder zystisch oder sklerotisch veränderte Bereiche zu erhalten, wurde von den Proben vor der Prüfung ein hochauflösendes Mikro-Computertomogramm hergestellt.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Bei der Mehrzahl der Proben nach der Zellbesiedelung war eine Abnahme sowohl der Druckfestigkeit als auch des E-Moduls zu beobachten (Abb. 1, Abb. 2). Bei den langzeitbesiedelten Proben trat das Ergebnis noch deutlicher in Erscheinung. Allerdings scheinen teilweise Störungen der Mikroarchitektur in den Probenquadern vorhanden gewesen zu sein. Dies ließ sich anhand der Mikro-CT-Bildgebung nachweisen, was als Erklärung für Ausreißer herangezogen werden kann. Grundsätzlich kann die Aussage getroffen werden, dass über die komplette Messreihe keine für die in vivo Anwendung kritische Festigkeitsveränderung der Knochenblöcke auftrat.
Zukünftigen in vivo Anwendungen, sollte eine Testung mittels CT-Bildgebung zum Ausschluss dieser festigkeitsmindernden Eigenschaften vorangestellt werden.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocPO11-499
doi: 10.3205/14dkou579, urn:nbn:de:0183-14dkou5796
Published: October 13, 2014
© 2014 Weng et al.
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