Aktuelle Urol 1999; 30(1): 28-34
DOI: 10.1055/s-1999-13426
EXPERIMENTELLE ORIGINALARBEIT

Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Einfluß der Chemolyse auf die physikalischen Eigenschaften und die Steindesintegration künstlicher Harnsteine (BON(N)-STONES)

Influence of Chemolysis on Physical Properties and Comminution of Artificial Stones (BON(N)-STONES)D. Heimbach1 [*] , D. Jacobs1 , A. Hesse1 , S. C. Müller1 , P. Zhong2 , G. M. Preminger3
  • 1Urologische Klinik und Poliklinik der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
  • 2Department of Mechanical Engineering and Material Science
  • 3Urology, Duke University Medical Center, Durham, North Carolina, USA
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Publication History

Publication Date:
31 December 1999 (online)

Zusammenfassung

Fragestellung: Die verschiedenen Steinarten weisen deutliche Unterschiede zwischen den akustischen und mechanischen Eigenschaften auf, welche wichtige Parameter für die Bestimmung der Desintegrationsfähigkeit unter Stoßwelleneinfluß sind. Es sollte überprüft werden, ob eine Beeinflussung der Desintegrationsfähigkeit und damit der Effektivität einer Stoßwellenlithotripsie (ESWL) durch Veränderung der physikalischen Eigenschaften der Harnsteine mittels Chemolyse (Kalziumoxalatsteine mit EDTA und Harnsäuresteine mit Tromethamin) möglich ist.

Material und Methodik: Künstlicher Urin diente zur Kontrolle. Mittels einer Ultraschalltransmissionstechnik wurden in den Steinen longitudinale akustische Wellengeschwindigkeiten zu verschiedenen Zeiten gemessen. Mit Hilfe der Dichte konnten transversale Wellengeschwindigkeiten, Wellenimpedanzen und dynamische mechanische Module der Steine ermittelt werden. Weiterhin wurden die Mikrohärte gemessen und ESWL-Untersuchungen kombiniert mit initialer Chemolitholyse durchgeführt.

Ergebnisse: Sowohl die Wellengeschwindigkeiten als auch die -impedanzen und die dynamischen mechanischen Eigenschaften zeigten in den Testgruppen von Harnsäure- und Kalziumoxalatsteinen nach Chemolyse-Behandlung einen Abfall der Meßwerte. In den Kontrollgruppen waren die Meßwerte bei den Steinarten konstant. Die Mikrohärte der mit Lösungsmitteln behandelten Gruppen wies gegenüber den korrespondierenden mit künstlichem Urin behandelten Kontrollgruppen deutlich niedrigere Werte auf. Diese Ergebnisse deuten auf eine Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften der künstlichen Steine durch Chemolyse hin. Bei den ESWL-Versuchen in Kombination mit initialer Chemolitholyse wurde ein durch Chemolyse modifiziertes Verteilungsmuster der Fragmente nach ESWL mit einer Verminderung des relativen Anteils der Desintegrate mit dem größten Durchmesser bei Kalziumoxalat- und Harnsäuresteinen beobachtet.

Schlußfolgerung: Zusammenfassend weisen die Resultate darauf hin, daß geeignete chemolytische Behandlungen möglicherweise eine sinnvolle Ergänzung darstellen, um die Effektivität der Steindesintegration während der ESWL zu verbessern.

Abstract

Purpose: Acoustic and mechanical properties show significant differences among various stone compositions and are important parameters for the determination of stone fragility under shock wave impact. Suggesting that stone fragility and thus shock wave lithotripsy (SWL) can be altered by varying the physical properties of stones through chemolysis calcium oxalate monohydrate (COM) stones were treated with EDTA and stones composed of uric acid (UA) with tromethamine.

Material and Methods: Synthetic urine served as a control. Using an ultrasound transmission technique longitudinal wave propagation speeds were measured at different time intervals. We also measured stone density using a pycnometer based on Archimedes' principle. From these measurements we calculated transverse (shear) wave speed, wave impedance and dynamic mechanical properties of the artificial stones. Moreover the microhardness of artificial stones was measured and investigations on shock wave lithotripsy (SWL) combined with initial chemolytic treatment of the stones were performed.

Results: Both, wave speeds and wave impedances as well as dynamic mechanical properties only showed a decreasing trend in test groups regarding COM and UA treated stones suggesting an improvement of stone fragility, whereas no change was seen concerning all COM and UA control groups. Microhardness of COM and UA treated stones decreased compared to control groups. Combining medical treatment and SWL the investigations showed a significant impact of solvents on stone comminution concerning COM and UA stones.

Conclusion: In conclusion, the results indicate that appropriate chemical treatments may provide a useful adjunct modality for improving the efficacy of stone comminution during SWL.

1 Urologische Klinik und Poliklinik der Universität Bonn, Sigmund-Freud-Straße 25, 53105 Bonn

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