Biomechanischer Vergleich am Kadaver des Knochen-Zement-Interphase Verhaltens von bioresorbierbaren vs. PMMA-Knochenzementen bei osteoporotischen proximalen Femurfrakturen

 

Einleitung Die Verwendung von PMMA-Knochenzement zur Augmentation von Osteosynthesematerial hat in den letzten Jahren vermehrt Verbreitung gefunden und wird am proximalen Femur am häufigsten eingesetzt. Die Vorteile der Augmentation am osteoporotischen proximalen Femur sind eine höhere biomechanische Primärstabilität und eine in Folge verbesserte Mobilisation der Patienten. Bioresorbierbare Zemente vereinen den Vorteil einer hohen Primärstabilität mit der Resorptionsfähigkeit und osteokonduktiven Eigenschaften eines Knochenersatzmaterials und vermeiden Nachteile der klassischen.

Methode Ein kurzer PFNA (L=240 mm, D=10 mm) wurde in jeweils zehn osteoporotische Humanpräparate implantiert. Fünf Präparate wurden mittels klassischen PMMA-Zementes (DePuySynthes, Traumacem) und fünf mit einem bioresorbierbaren Knochenzement (BoneSupport, Cerament) augmentiert. Eine unter 50° verlaufende schräge (reverse oblique) AO 31-A3 Fraktur wurde erzeugt und in einer 6° Valgusposition eingebettet. Vorspannung von 50 N des simulierten Tractus iliotibialis. Weggesteuerte Krafteinleitung mit 10 mm/min bis zu einer Kraft von 200 N & 400 N. Es wurde die Dislokation des Frakturspaltes, die axiale Knochensteifigkeit und der Kraftverlauf des Tractus iliotibialis gemessen. Vor- und nach Belastung wurde eine Mikro-Computertomographie (High-Resolution CT, Procon) durchgeführt und der Abstand zwischen Trabelkelstrukturen und Zement an jeweils 10 regions of interests gemessen.

Ergebnisse Bei der biomechanischen Testung bzgl. einer etwaigen Dislokation des Frakturspaltes, der axialen Steifigkeit und dem Kraftverlauf des Tractus iliotibialis zeigte sich kein signifikanter Unterschied zwischen PMMA und dem bioresorbierbaren Zement. Die Mikro-Struktur-Analyse zeigte einen geringeren Abstand zwischen Knochenbälkchen und Zement bei dem bioresorbierbaren im Vergleich zum klassischen PMMA-Zement (548,1 vs. 626,4 µm; 13%) als Hinweis für eine bessere Integration mit den Trabekelstrukturen im Hüftkopf. Nach Belastung zeigte sich der Abstand Knochen/Trabekel beim bioresorbierbaren Zement tendenziell abnehmend, beim klassischen PMMA-Zement eher zunehmend. Die beiden Zementarten zeigten sich nach Belastung bzgl. deren Abstände Knochenbälkchen/Zement noch deutlicher unterschiedlich (483,4 vs. 724,4 µm; 33%).

Diskussion Der verringerte Abstand zwischen Spongiosabälkchen/Zement beim bioresorbierbaren Zement ist ein Anhalt für eine bessere Verzahnung des Zementes im Knochen, was durch die flüssigere Konsistenz des bioresorbierbaren Zementes erklärt werden kann. Dass nach Belastung der Abstand Zement/Knochen bei beiden Zementarten sich tendenziell gegenläufig entwickelt könnte ein Ausdruck der Dauerfestigkeit von PMMA gegenüber dem bioresorbierbaren Zement sein. Bezogen auf die Dislokation des Frakturspaltes, der axialen Steifigkeit und dem Kraftverlauf des Tractus iliotibialis zeigen PMMA und bioresorbierbarer Zement keinen signifikanten Unterschied.

Keywords Zementierung, Osteoporotische Fraktur, Proximales Femur, PMMA, Bioresorbierbar, Mikro-CT

Korrespondenzadresse Christoph Linhart, Klinikum der LMU München, Muskuloskelettales Universitätszentrum München, LMU München, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Marchioninistr. 15, 81377 München, Deutschland, E-Mail: christoph.linhart@med.uni-muenchen.de

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Article published online:
08 September 2022

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