Z Orthop Ihre Grenzgeb 2003; 141(3): 322-327
DOI: 10.1055/s-2003-40092
Orthopädische Rheumatologie
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Der Druckwasserstrahl zum selektiven Abtrag der Synovialis - In-vitro-Studie zur Machbarkeit eines neuen Synovektomieverfahrens

Use of a Water Jet for Synovectomy: In Vitro Study of FeasibilityM.  Honl1 , H.  Uebeyli1 , O.  Dierk1 , K.  Schwieger1, 4 , R.  Rentzsch1 , V.  Carrero3 , S.  Dries1 , A.  Betthäuser1 , W.  W.  Höpker3 , E.  Hille1 , M.  Morlock4
  • 1Orthopädische Klinik, AK Eilbek, Hamburg
  • 2Charité Universitätsklinik, Berlin
  • 3Pathologisches Institut, AK Barmbek, Hamburg
  • 4Arbeitsbereich Biomechanik, Technische Universität Hamburg-Harburg
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Publication History

Publication Date:
24 June 2003 (online)

Zusammenfassung

Studienziel: Der Vorteil der Gewebeselektivität beim Trennen mit Druckwasserstrahlen (DWS) wird bereits in der Chirurgie an Leber, Hirn, Niere und Bandscheibe genutzt. Es sollte untersucht werden, inwieweit bei einer Synovektomie ein selektiver Abtrag des Stratum synoviale ohne Verletzung der Gelenkkapsel und des Knorpels möglich ist. Methode: Aus 60 humanen Kniegelenkspräparaten (67 ± 14 Jahre) wurden Synovialis- und Knorpelproben gewonnen. Diese wurden zufällig vier Drücken (pW = 3; 6; 9; 12 MPa) und drei Strahl-Probenwinkeln (β = 30; 60; 90°) zugeordnet. Bei einem Düsendurchmesser von dD = 0,12 mm und einem Arbeitsabstand von s = 10 mm wurden die Präparate mit einer Vorschubgeschwindigkeit von VV = 2 mm/s gekerbt und die Parameter Kerbtiefe, Schichttiefe, und Änderung der Präparatdicke untersucht. Ergebnisse: Die Kerbtiefe korrelierte mit dem Druck (pW), jedoch nicht mit dem Winkel (β). Die von der DWS-Kerbe erreichte Schicht korrelierte ebenfalls mit dem Druck. Bei pW = 6 MPa konnte das Stratum subsynoviale selektiv gekerbt werden, ohne die fibröse Kapsel oder den Knorpel zu schädigen. Die Zunahme der Präparatdicke war durch ein interstitielles Ödem bedingt. Schlussfolgerung: Die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften von Gelenkkapsel und Stratum subsynoviale erlauben dem DWS den selektiven Abtrag. Da der Gelenkknorpel nicht geschädigt wurde, können auch nicht einsehbare Gelenkteile oder Gelenke therapiert werden.

Abstract

Aim: The selectivity of a water jet (WJ) is already used with clinical advantage in the surgery of liver, brain, kidney and herniated lumbar discs. The aim of the present study was to determine whether a WJ can be used for synovectomy without damaging the joint capsule and the cartilage. Method: 60 human cadaver knee specimens (67 ± 14 years) were dissected into synovial and cartilage samples. They were randomly assessed to four pressure groups (pW = 3; 6; 9; 12 MPa) and three jet surface angles (β = 30; 60; 90°) The nozzle diameter was dD = 0.12 mm, the stand off distance of the jet was s = 10 mm with a feed rate of vV = 2 mm/s. The acquired parameters were depth of the cuts, histological layer, and change of the samples thickness. Result: There was a correlation of the cutting depth and the pressure (pW), whereas the jet-surface angle (β) showed no correlation. The synovial layer of the cut likewise correlated with the pressure. At pW = 6 MPa the stratum subsynoviale could be cut selectively without damaging the fibrous capsule or the cartilage. The increase of the samples thickness was caused by an interstitial oedema. Conclusion: The different mechanical properties of the joint capsule and the stratum subsynoviale lead to the selective cutting of the water jet. Since the joint capsule was not damaged, the feasibility of WJ synovectomy has been proven. The device can be used for synovectomy in parts of the joint that are not visible as well as in very small joints.

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1 Andreas Pein Medizintechnik, Deutschland, http://www.helix-hydro-jet.de.

2 SPSS für Windows, Version 9.0.1, SPSS Inc., USA, http://www.spss.com.

Dr. med. Matthias Honl

Ltd. Oberarzt der Orthopädischen Klinik, Allgemeines Krankenhaus Eilbek

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