Progressive Collapse of PMMA-augmented Vertebra: A Report of Three Cases

Abstract

Vertebroplasty using polymethylmethacrylate (PMMA) for augmentation is accepted as a safe and effective treatment for vertebral compression fracture. However, various complications related to PMMA vertebroplasty have recently been reported. We experienced three cases with progressive collapse of PMMA-augmented vertebra. Collapse progressed after augmentation in cases where PMMA conglomerated without contiguous bone interdigitation. A high viscosity of the PMMA preparation and vertebral body cavitory lesion may play a role in progressive vertebral collapse. To avoid this complication, bone cement should be injected sufficiently and permeate to contiguous bone to create strong support and anchorage.

Zusammenfassung

Die Vertebroplastie durch Augmentierung mit Polymethylmetacrylat (PMMA) wird als sichere und effektive Behandlungsmethode für Wirbelkörper-Kompressionsfrakturen akzeptiert. Verschiedene mit PMMA-Vertebroplastie assoziierte Komplikationen sind berichtet worden. Wir beobachteten drei Fälle von progressivem Zusammenfallen eines PMMA-augmentierten Wirbelkörpers. Der Wirbelkörperkollaps schritt nach der Augmentierung fort, wenn das PMMA ohne engmaschige Verzahnung mit dem Knochen aushärtete. Eine PMMA-Zubereitung mit hoher Viskosität und eine Höhlung im Wirbelkörper könnten bei dem progressiven Wirbelkörperkollaps eine Rolle spielen. Um diese Komplikation zu vermeiden, sollte der Knochenzement ausreichend injiziert werden und bis zum zusammenhängenden Knochen vordringen, um eine kräftige Unterstützung und Verankerung zu erreichen.

Key words

percutaneous vertebroplasty - polymethylmethacrylate - compression fracture - osteoporosis - osteonecrosis - complication

Schlüsselwörter

Perkutane Vertebroplastie - Polymethylmetacrylat - Kompressionsfraktur - Osteoporose - Osteonekrose - Komplikation

References

• 1 Abumi K, Panjabi MM, Kramer KM, Duranceau J, Oxland T, Crisco JJ. Biomechanical evaluation of lumbar spinal stability after graded facetectomies.  Spine. 1990;  15 1142-1147
• 2 Belkoff SM, Molloy S. Temperature measurement during polymerization of polymethylmethacrylate cement used for vertebroplasty.  Spine. 2003;  28 1555-1559
• 3 Berlemann U, Ferguson SJ, Nolte LP, Heini PF. Adjacent vertebral failure after vertebroplasty. A biomechanical investigation.  J Bone Joint Surg Br. 2002;  84 748-752
• 4 Deramond H, Depriester C, Galibert P, Le Gars D. Percutaneous vertebroplasty with polymethylmethacrylate. Technique, indications, and results.  Radiol Clin North Am. 1998;  36 533-546
• 5 Deramond H, Mathis JM. Vertebroplasty in osteoporosis.  Semin Musculoskelet Radiol. 2002;  6 263-268
• 6 Galibert P, Deramond H, Rosat P, Le Gars D. Preliminary note on the treatment of vertebral angioma by percutaneous acrylic vertebroplasty .  Neurochirurgie. 1987;  33 166-168
• 7 Grados F, Depriester C, Cayrolle G, Hardy N, Deramond H, Fardellone P. Long-term observations of vertebral osteoporotic fractures treated by percutaneous vertebroplasty.  Rheumatology (Oxford). 2000;  39 1410-1414
• 8 Heini PF, Berlemann U, Kaufmann M, Lippuner K, Fankhauser C, Landuyt P van. Augmentation of mechanical properties in osteoporotic vertebral bones - a biomechanical investigation of vertebroplasty efficacy with different bone cements.  Eur Spine J. 2001;  10 164-171
• 9 Huang KY, Yan JJ, Lin RM. Histopathologic findings of retrieved specimens of vertebroplasty with polymethylmethacrylate cement: case control study.  Spine. 2005;  30 E585-588
• 10 Jensen ME, Evans AJ, Mathis JM, Kallmes DF, Cloft HJ, Dion JE. Percutaneous polymethylmethacrylate vertebroplasty in the treatment of osteoporotic vertebral body compression fractures: technical aspects.  AJNR Am J Neuroradiol. 1997;  18 1897-1904
• 11 Lane JI, Maus TP, Wald JT, Thielen KR, Bobra S, Luetmer PH. Intravertebral clefts opacified during vertebroplasty: pathogenesis, technical implications, and prognostic significance.  AJNR Am J Neuroradiol. 2002;  23 1642-1646
• 12 Lewis G. Properties of acrylic bone cement: state of the art review.  J Biomed Mater Res. 1997;  38 155-182
• 13 Schmidt R, Cakir B, Mattes T, Wegener M, Puhl W, Richter M. Cement leakage during vertebroplasty: an underestimated problem?.  Eur Spine J. 2005;  14 466-473
• 14 Sun K, Liebschner MA. Evolution of vertebroplasty: a biomechanical perspective.  Ann Biomed Eng. 2004;  32 77-91
• 15 Syed MI, Patel NA, Jan S, Harron MS, Morar K, Shaikh A. New symptomatic vertebral compression fractures within a year following vertebroplasty in osteoporotic women.  AJNR Am J Neuroradiol. 2005;  26 1601-1604
• 16 Tanigawa N, Komemushi A, Kariya S, Kojima H, Shomura Y, Sawada S. Radiological follow-up of new compression fractures following percutaneous vertebroplasty.  Cardiovasc Intervent Radiol. 2005;  29 92-96
• 17 Tsai TT, Chen WJ, Lai PL, Chen LH, Niu CC, Fu TS, Wong CB. Polymethylmethacrylate cement dislodgment following percutaneous vertebroplasty: a case report.  Spine. 2003;  28 E457-460
• 18 Wimhurst JA, Brooks RA, Rushton N. The effects of particulate bone cements at the bone-implant interface.  J Bone Joint Surg Br. 2001;  83 588-592

Correspondence