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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

26. - 29.10.2010, Berlin

Einfluß von Crosslinking auf die biologischer Aktivität von Polyethylenpartikeln in vivo

Meeting Abstract

  • S. Utzschneider - Campus Großhadern, Ludwig-Maximilians-Universität München, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • M. Dedic - Campus Großhadern, Ludwig-Maximilians-Universität München, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • A. Paulus - Campus Großhadern, Ludwig-Maximilians-Universität München, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • C. Schröder - Campus Großhadern, Ludwig-Maximilians-Universität München, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • B. Sievers - Campus Großhadern, Ludwig-Maximilians-Universität München, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • V. Jansson - Campus Großhadern, Ludwig-Maximilians-Universität München, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 26.-29.10.2010. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2010. DocEF15-1376

DOI: 10.3205/10dkou036, URN: urn:nbn:de:0183-10dkou0368

Published: October 21, 2010

© 2010 Utzschneider et al.
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Fragestellung: Crosslinked Polyethylen (XPE) wurde zur Reduktion der Abriebraten bei Hüft- und Knieendoprothesen entwickelt. Das Ausmaß der periprothetischen Osteolyse hängt von vielen Faktoren ab, vor allem aber von der biologischen Aktivität der Abriebpartikel. Die vorliegende Studie soll den inflammatorischen Effekt verschiedener crosslinked Polyethylene, verglichen mit einem konventionellem Polyethylen, in vivo klären.

Methodik: Abriebpartikel von 3 XPE- (1 sequentiell bestrahltes/annealed; 2 remelted Inlays) und 1 konventionelles ultra-high-molecular-weight-polyethylene (UHMWPE)-Inlay (im fixed-bearing Knie) wurden aus einem Kniesimulator (Stallforth-Ungethuem) isoliert (20nm-Nucleopore-Filter; acid digestion; ISO) und mittels Rasterelektronenmikroskop analysiert (n=66000): Alle Gruppen zeigten ähnlich glatte, granuläre, irreguläre und wenig fibrilläre Partikel. Mehr als 85% aller Partikel waren kleiner als 1µm. Nach der Endotoxineliminierung und Überprüfung derselben mittels eines Standard-Endotoxintests (Lonza) wurde eine PBS- (phosphate buffered saline) Lösung (0,1 Vol.%) aller Polyethylene hergestellt.

40 weibliche Balb/c Mäuse wurden randomisiert einer von fünf Gruppen unter Einhaltung der Tierschutzrichtlinien zugeordnet: Kontrolle (n=8); XPE1- (95 kGy E-beam, remelted; n=8); XPE2- (65 kGy E-beam, remelted; n=8), XPE3- (3x30 kGy Gamma, annealed und sequentiell bestrahlt; n=8) und konventionelle UHMWPE-Partikel (n=8). 50 µl Suspension wurden jeweils ins linke Knie einer Maus nach einer etablierten Methodik gespritzt. Eine Woche danach wurde jeweils die Leukozyten-Endothelzell-Interaktion in der Synovia nach Anfärbung mit Rhodamin 6G und FITC-Dextran intravitalmikroskopisch untersucht. Die Ausprägung der Entzündungsreaktion wird dabei mittels der Zahl am Endothel rollender und anheftender Leukozyten sowie der Kapillardichte ermittelt (Kruskal-Wallis-Test, paarweiser Vergleich Mann-Whitney-U-Test mit Bonferroni-Holm-Korrektur; Signifikanzlevel: p<0,05). Außerdem erfolgte eine histologische Untersuchung (Arthritis-Score, Brackertz et al.) der Kniegelenke mittels HE-Färbung und eine Bestimmung der Synovialdicke.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Fraktion der rollenden Leukozyten, der adhärenten Zellen sowie die funktionelle Kapillardichte waren gegenüber der Kontrollgruppe signifikant in allen Gruppen erhöht (p<0.05). Ein signifikanter Unterschied der biologischen Aktivität zwischen den crosslinked Polyethylenen und dem konventionellen UHMWPE konnte nicht gemessen werden (p>0.05). Diese Ergebnisse bestätigten sich histologisch.

Unsere Studie zeigt, dass die verwendeten crosslinked Polyethylen-Partikel aus fixed-bearing-Knieprothesen keine erhöhte biologische Reaktivität in vivo aufweisen. Somit kann zur Verwendung von crosslinked Polyethylen aufgrund der bekannten erniedrigten Abriebraten auch unter diesem Aspekt geraten werden.