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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
72. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 94. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 49. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

22. - 25.10.2008, Berlin

Charakterisierung der Einlaufphase beim Oberflächenersatz der Hüfte – eine in vivo und in vitro Metallionenanalyse

Meeting Abstract

  • C. Heisel - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • N. Streich - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • M. Krachler - Universität Heidelberg, Institut für Umwelt-Geochemie, Heidelberg, Germany
  • E. Jakubowitz - Universität Heidelberg, Orthopädische Uni-Klinik, Heidelberg, Germany
  • P. Kretzer - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 72. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 94. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 49. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 22.-25.10.2008. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2008. DocWI40-613

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2008/08dkou226.shtml

Veröffentlicht: 16. Oktober 2008

© 2008 Heisel et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Metall-Metall-Oberflächenersatzprothesen der Hüfte werden zunehmend bei jungen und aktiven Patienten implantiert. Präklinische in vitro Testungen werden üblicherweise in Hüftsimulatoren durchgeführt und Patienten werden mittels einer Metallionenanalyse im Blut untersucht. Das Ziel dieser Studie ist die Untersuchung der Einlaufphase in vivo und in vitro mit einer identischen Methode.

Methode: Nach Implantation eines gut funktionierenden Oberflächenersatzes wurde bei 15 Patienten prospektiv zu den Zeitpunkten 1, 6, 12, 26 und 52 Wochen die Metallionenkonzentration im Blut bestimmt. Mit einem computergestützten Accelerator wurde die Schrittzahl der Patienten gemessen, um die Daten mit Hüftsimulatorergebnissen vergleichen zu können. Im Rahmen der experimentellen Studie wurden fünf identische Implantate für drei Millionen Zyklen untersucht. Serumproben wurden zu verschiedenen Zeitpunkten gewonnen und der Verschleiß wurde direkt anhand der Partikel und Ionen in den Proben bestimmt. Alle Proben in beiden Studien wurden mittels High Resolution Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (HR-ICP-MS) analysiert. Ein Implantat aus der Simulatorstudie wurde rasterelektronenmikroskopisch untersucht.

Ergebnisse: Die Chromkonzentration in vivo zeigte einen kontinuierlichen Anstieg während des ersten Jahres und die Kobaltkonzentration während der ersten sechs Monate. Die Molybdänkonzentration zeigte keine Veränderung im Vergleich zu den präoperativen Werten. Die Simulatorergebnisse zeigten einen genau gegensätzlichen Verlauf mit einer Einlaufphase mit hohem Verschleiß und einer „steady-state“ Phase mit niedrigem Verschleiß. Die Einlaufphase startete verzögert bei ungefähr 300 000 Zyklen und dauerte bis 1 Million Zyklen an. Die rasterelektronenmikroskopische Analyse zeigt einen kohlenstoffreichen Film auf der Oberfläche der Prothesen in der Frühphase der Simulation. Auf der Oberfläche konnten außerdem Kratzer beobachtet werden, die von Aluminium- und Siliziumoxid gefüllten Defekten ausgingen. Außerdem wurden herausgerissene Karbide festgestellt, die zu Drittkörperabrieb geführt haben.

Schlussfolgerung: Die Simulatorstudie erlaubte eine exakte Charakterisierung der Einlaufphase mit einem verzögerten Beginn des Verschleißes. Die klinischen Daten zeigten im Gegensatz hierzu eine langsame Zunahme der Metallionenkonzentration. Diese unterschiedlichen Verschleißmuster sind begründet durch die Effekte der Partikelverteilung, -akkumulation und -exkretion im Organismus in vivo.