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Periprothetische azetabuläre Knochendefektheilung: Eine histologische Studie am Tiermodell Schaf
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Veröffentlicht: | 23. Oktober 2013 |
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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 histologischen und histomorphometrischen Analyse (n=8 Tiere pro Gruppe) unterzogen.
In einer definierten Area of Interest (AOI) wurden die prozentuale Flächenverteilung des mineralisierten Gewebes [M.Ar], des neugebildeten Knochens [B.Ar], der residualen Knochenersatzmaterialien [BS.Ar] wie auch des Osteoids [O.Ar] bezogen auf die untersuchte Fläche des azetabulären Defektareals [T.Ar] bestimmt. Des Weiteren wurden die M.Ar/T.Ar, B.Ar/T.Ar, BS.Ar/T.Ar und O.Ar/T.Ar erhoben.
Eine analog durchgeführte histomorphometrische Analyse der kontralateralen Schafsazetabula (n=8) diente der Visualisierung der ovinen azetabulären Mikroachitektur.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Histologisch konnten gute osteokonduktive Eigenschaften der getesteten KEM dokumentiert werden. Belegt wurde dies durch eine nachhaltige Osteoneogenese entlang der residualen allogenen Knochentrabekel (Tutoplast®-Spongiosa) respektive der Oberflächen des Biomaterials (NanoBone®).
Die Analyse ergab die höchste Knochenneubildungsrate (B.Ar/T.Ar) bei allerdings höchstem Anteil an verbliebenem Knochenersatzmaterial im Defektareal (BS.Ar/T.Ar)für das NanoBone®. Die Tutoplast®-Spongiosa gefolgt von der autologen Spongiosa reihten sich in absteigender Reihenfolge an.
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.