Mechanische Biegefestigkeiten von explantierten Ex-vivo-Knochenzementen verglichen mit In-vitro-Proben

Zusammenfassung

Einleitung: Die mechanischen Eigenschaften acrylischer Knochenzemente sind mitentscheidend, eine effiziente kraftübertragende Funktion zwischen Prothese und Knochen zu erfüllen und somit die Langzeitstabilität zementierter Hüftprothesen zu gewährleisten. Material und Methoden: Palacos®- und Refobacin Palacos®-Zementexplantate der Zementiertechniken der „1. bis 3. Generation“ aseptisch gelockerter Femur-Schaftprothesen von 21 Patienten wurden unter standardisierten Testbedingungen im 4-Punkt-Biegetest (ISO 5833) mechanisch getestet. Als Vergleichsgruppe dienten in vitro gefertigte Palacos®- und Refobacin Palacos®-Prüfkörper unterschiedlicher Prüfkörperherstellungen. Die Oberflächen der Bruchstellen wurden mittels Auflichtmikroskopie analysiert. Ergebnisse: Unter In-vitro-Bedingungen gefertigte Prüfkörper zeigten mit Ausnahme blutverunreinigter Zementproben deutlich höhere mechanische Biegefestigkeiten verglichen mit Prüfkörpern explantierter Knochenzemente gefertigt nach den Zementiertechniken der „1. bis 3. Generation“. Explantierte In-vivo-Prüfkörper der Zementiertechniken der „2. und 3. Generation“ wiesen höhere Biegefestigkeiten auf als Prüfkörper der „1. Generation“. Schlussfolgerungen: Acrylische Knochenzemente unterliegen einer multifaktoriell bedingten Materialermüdung in vivo. Die Qualität der Zementiertechnik hat einen mitentscheidenden Einfluss auf die mechanische Stabilität des Zementmantels.

Abstract

Introduction: The mechanical properties of acrylic bone cements are an important factor in determining an efficient load transmission between prosthesis and bone to guarantee the long-term stability in cemented hip arthroplasty. Material and Methods: Palacos® and Refobacin Palacos® specimens from 21 aseptically loosened femoral compoments of cemented hip arthroplasties manufactured by the first to third generation cementing technique have been mechanically tested in a standardised four-point bending test (ISO 5833). In vitro manufactured Palacos® and Refobacin Palacos® specimens served as a control group. The fatigue fracture surfaces were morphologically analysed with light microscopy. Results: Under in vitro conditions manufactured specimens had higher values of bending strength, with the exception of blood contaminated ones, compared to ex vivo specimens. Ex vivo specimens of the second and third generation cementing technique had higher values than specimens of the first generation. Conclusions: Acrylic bone cements are subjected to a multifactorial material fatigue in vivo. Here, the art and quality of cementing technique is of eminent importance in determining the long-term stability of cemented hip arthroplasty.

Schlüsselwörter

acrylische Knochenzemente - mechanische Biegefestigkeiten - 4‐Punkt‐Biegetest - ISO 5833 - ex vivo

Key words

acrylic bone cement - bending strength - four point bending test - ISO 5833 - ex vivo

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