Entwicklung und Validierung eines Impaktierungsverfahrens als Vergleichsstudie zwischen nativ belassenen und thermodesinfizierten Knochenchips zur Verbesserung der Stabilität und Integration von Endoprothesen in der umliegenden Knochenmatrix

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2020

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-14938

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Die Rekonstruktion knöcherner Defekte bei Revisionseingriffen von Endoprothesen mit dem femoralen Impaktierungsverfahren bietet die Möglichkeit, eine langfristige knöcherne Integration mit guten klinischen Ergebnissen zu gewährleisten. Allogener, nativer kryokonservierter Knochen kommt häufig für dieses Verfahren zur Anwendung.Diese Studie untersucht die Auswirkungen der Thermodesinfektion auf das Impaktionsverhalten von Knochenchips verschiedener Geometrie mit anschließender Einzementierung im Vergleich zu nativ belassenen Knochen.Aus zuvor thermodesinfizierten bzw. nativ belassenen porcinen Femurköpfen wurden Knochenchips verschiedener Größe hergestellt. Gemäß erarbeiteter Befüllungsmethoden wurden Partikel unterschiedlicher Größe innerhalb eines Zylindermodells mit standardisierter Krafteinwirkung impaktiert. Die optimale Dichteverteilung wurde durch computertomographische Messungen des Feststoff-, Luft-, Wasser- und Fettanteils untersucht. Die für die jeweilige Behandlung beste Partikelkombination wurde daraufhin genutzt, um die im CT dargestellte Zementverteilung und Knochenkontaktfläche zu analysieren. Als statistische Methoden kamen Varianzanalysen mit Bonferroni-Korrektur sowie der LSD Post-Hoc-Test zur Anwendung. Der alpha-Fehler wurde mit 5% angegeben.Impaktierter nativer Knochen zeigt weniger Lufteinschlüsse, resultierend in einer insgesamt besseren Feststoffdichteverteilung. Im Vergleich weist die ausgewählte Methode zur Impaktierung des prozessierten Knochens mit tendenziell größeren Partikeln jedoch segmental vergleichbare Werte auf. In der zweiten Versuchsreihe stellen sich das Zementvolumen, die -penetrationsflächen sowie die Zement-Transplantat-Kontaktfläche für das native Spongiosa-Kompakta-Gemisch als insgesamt signifikant größer dar; auch die Zementverteilung ist nach distal signifikant weiterreichend.Thermodesinfektion scheint somit das Deformationsverhalten der Chips zu beeinflussen. Veränderte Kohäsionseigenschaften nach der Thermodesinfektion sind im Vergleich zum nativen Knochen zu vermuten und könnten eine abweichende Zementverteilung erklären. Thermodesinfizierter Knochen ist geeignet, eine adäquate Impaktionsdichte vergleichbar der des nativen Materials zu erreichen. Weitere Untersuchungen zur Optimierung des Kohäsionsverhaltens mit Auswirkung auf die Zementpenetration erscheinen sinnvoll.

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