Einsatz eines amphiphilen Haftvermittlers im Schafsmodell zur Verbesserung der femoralen Knochenzement-Knochen-Verbundfestigkeit in der zementierten Hüftendoprothetik

Zusammenfassung

Studienziel: Im Falle eines Hüftendoprothesenwechsels ist die zementierte Schaftreimplantation aufgrund einer fehlenden Mikro- und Makroverzahnung des Knochenzementes am glatten endostalen Knochen mit hohen Frühlockerungsraten verbunden. Um dieser reduzierten mechanischen Stabilität zementierter Revisionsschäfte entgegen zu wirken, kann durch einen amphiphilen Haftvermittler eine kovalente Verbindung zwischen hydrophobem Knochenzement und hydrophilem Knochen erzielt werden. Ziel dieser Studie ist es, den klinischen Nachweis der verbesserten mechanischen Stabilität zementierter Femurendoprothesen durch den Haftvermittler sowie dessen Biokompatibilität am Tiermodell Schaf zu erbringen.

Methode: Es wurde insgesamt bei 20 Schafen eine zementierte Hüftendoprothese eingesetzt. In der Verumgruppe (n = 10) erfolgte die Implantation nach zusätzlicher Oberflächenkonditionierung des femoralen Implantatlagers mittels Knochenhaftvermittler. Die Standzeit aller Tiere betrug 9 Monate. Zur Beurteilung der Biokompatibilität wurde die Knochenneubildung im Bereich der Knochenzement-Knochen-Grenzfläche durch eine In-vivo-Fluoreszenzmarkierung von Osteoblasten dargestellt. Zusätzlich erfolgte die nativ-radiologische Beurteilung im Verlauf. Abschließend wurden die Femura definiert zersägt und das Knochenzement-Knochen-Interface histologisch untersucht.

Ergebnisse: Die behandelten Prothesen der Verumgruppe zeigten einen festen Knochenzement-Knochen-Verbund, während in der unbehandelten Kontrollgruppe 7 von 10 Schäften mit adhärentem Knochenzement leicht aus dem ossären Implantatlager zu heben waren. Dieses entsprach den radiologischen sowie histologischen Ergebnissen mit deutlich vermehrter, progredienter Lysesaumbildung und bindegewebigem Interponat zwischen Knochenzement und Knochen in der Kontrolle verglichen mit der Verumgruppe. Der Haftvermittler war biokompatibel.

Schlussfolgerung: Nach Anwendung des Knochenhaftvermittlers zeigten die zementierten Schäfte eine deutlich erhöhte Verbundstabilität ohne Hinweis auf Entzündungen oder Neoplasien bei erhaltender Implantatlagervitalität. In der klinischen Anwendung dieser Technik könnte eine Verlängerung der Standzeit von zementierten Revisionsschäften erreicht werden.

Abstract

Aim: Cemented revision of femoral components in total hip arthroplasty has shown high rates of early loosening due to reduced micro- and macroretention of the cement to the endostal bone stock. Enhanced stability can be reached by an amphiphilic bonder, which offers a covalent bonding of the hydrophobic cement to the hydrophilic bone. The aim of this study is to evaluate the biocompatibility of such a bonder and its effects on the mechanical stability of cemented hip arthroplasty stems in vivo.

Methods: Total cemented hip arthroplasties were performed in 20 sheep. In the verum group (n = 10) the implant bed was preconditioned by application of the bonder prior to femoral stem implantation. To study the biocompatibility around the bone-cement interface fluorescent marking of osteoblasts was applied in vivo throughout the observation period of 9 months. Native X-rays of the hip joints were obtained immediately after implantation and after euthanasia. The bone-cement interface was examined histologically.

Results: All stems of the verum group showed firm bonding of cement to bone in manual testing, while in 7 of the 10 controls the stems with adherent cement could be easily pulled out off the bony implant bed. This was coherent with significantly higher rates of progredient radiolucent lines and soft-tissue interpositions between bone and cement in the control group. The bonder was biocompatible.

Conclusion: When preconditioned with an amphiphilic bonder, cemented stems showed a markedly higher adhesive strength to the cancellous bone without signs of inflammation or neoplasia. This procedure might offer enhanced longevity of cemented femoral revision stems in hip arthroplasty.

Schlüsselwörter

zementierter Femurschaftwechsel - Knochenhaftvermittler - Lockerung - bindegewebiges Interponat - Lysesaum

Key words

cemented femur revision hip arthroplasty - bonder - loosening - soft‐tissue - interposition - radiolucent lines

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