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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

23.10. - 26.10.2012, Berlin

Dreidimensionale Beurteilung der biologischen Regeneration periprothetischer azetabulärer Knochendefekte am ovinen Tiermodell – eine µ-CT-Analyse

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Sascha Gravius - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany
  • Dominik John - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany
  • Thomas Randau - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany
  • Jacques Dominik Müller-Broich - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany
  • El-Mustapha Haddouti - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany
  • Susanne Reimann - Universitätsklinikum Bonn, Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde, Bonn, Germany
  • Dieter C. Wirtz - Universitätsklinikum Bonn, Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Bonn, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012). Berlin, 23.-26.10.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. DocWI16-777

DOI: 10.3205/12dkou047, URN: urn:nbn:de:0183-12dkou0474

Veröffentlicht: 2. Oktober 2012

© 2012 Gravius et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Die biologische Rekonstruktion periprothetischer azetabulärer Defekte ist wesentlich für den Erfolg der Revisionsendoprothetik des Hüftgelenkes. Die autologe Spongiosa gilt als Goldstandard – die Verfügbarkeit in der periprothetischen Defektsituation ist limitiert. Allogene Knochenchips – eingebracht in Impaction Grafting Technik – gelten als State of the Art. Bisher bleibt der Nachweis der Effektivität der Impaction Grafting Technik auf klinische Studien beschränkt. Histologische Studien zur postoperativen Beurteilung der knöchernen Regeneration verbieten sich. Die Steigerungsraten der Revisionsendoprothetik erfordern die Evaluation alternativer Materialien sowie der etablierten Standards an definierten tierexperimentellen Defektmodellen in bestmöglicher Analogie zur humanen Revisionssituation.

Methodik: An einem ovinen periprothetischen Defektmodell wurden definierte Knochendefekte (1,5 x 1,5 x 1,5 cm) im lasttragenden Bereich des Azetabulums mit verschiedenen Materialien augmentiert (autologe Schafsspongiosa; Tutoplast® prozessierte allogene Schafsspongiosa; NanoBone®), mit einer Abstützschale überbrückt und nach einer Standzeit von 8 Monaten einer μ-CT-Untersuchung (n=8 Tiere pro Gruppe) unterzogen. In einem definierten Volume of Interest (VOI) wurden das absolute MV (Mineral Volume), BV (Bone Volume), TV (Tissue Volume), KV (residuales Knochenersatzmaterial) und die BS (Bone Surface) sowie die BV/TV, MV/TV, KV/TV und BS/BV bestimmt. Zur Beurteilung der Mikroarchitektur wurden die Parameter Trabekeldicke (Tb.Th), -abstand (Tb.Sp) und -anzahl (Tb.N) sowie die Connectivity Density (Conn.D), der geometrische Grad der Anisometrie (DA) sowie der Structure Model Index (SMI) erhoben. Eine analog durchgeführte μ -CT-Analyse der kontralateralen Schafsazetabula (n=8) diente der Visualisierung der ovinen azetabulären Mikroachitektur.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die höchste BV konnte für das NanoBone® nachgewiesen werden - bei höchsten Anteil an verbliebenem Knochenersatzmaterial (KV) im Defekt. Dies resultierte in einer signifikanten Erhöhung der BV/TV bei signifikanter Erniedrigung der BS/BV. Die Beurteilung der Mikrostruktur belegte für die autologe und allogene Tutoplast-Spongiosa® gegenüber dem NanoBone® eine deutliche Annäherung der Tb.Th, Tb.Sp und Tb.N sowie der Conn.D an die Mikrostruktur der nativen Schafsazetabula. Der SMI zeigte eine signifikante Negativierung in der NanoBone®-Gruppe. Der vorliegende Versuchsaufbau erlaubt erstmalig die Etablierung eines tierexperimentellen Defektmodells im Hauptbelastungsbereich des Azetabulums mit bestmöglicher Analogie zur humanen Revisionssituation. Alle Materialien konnten ihre Eignung durch den Nachweis der biologischen Defektrekonstruktion belegen. NanoBone® wies die höchste Knochenneubildungsrate auf. Die Mikroarchitektur deutete auf ein "fortgeschrittenes" Knochen-Remodelling mit einer annähernden Wiederherstellung der trabekulären Struktur für die autologe wie auch die allogene Tutoplast®-Spongiosa in Impaction Bone Grafting-Technik hin.