Total hofteprotese Sement Preparerings- og sementeringsteknikk Kirsti Sevaldsen Overlege, ortopedisk avdeling Kristiansund Sykehus Kristiansund 07.04.2011

Bakgrunn Sementfiksering er en varig og reproduserbar metode for fiksasjon av en rekke proteser Langtidsresultatet av sementerte hofteproteser er veldokumenterte Sir John Charnley introduserte PMMA i 1958 for fiksering av hofteproteser Sementer manufakturert spesifikt for ortopediske applikasjoner introdusert i 1962 Sementeringsteknikken har avgjørende betydning for levetiden til sementmantelen og derav overlevelsen av alloplastikken

Sement / PMMA Poly(methyl)methacrylat En transparent termoplast Kjemisk en syntetisk polymer av methylmethacrylat Det samme som plexiglass Densitet (masse/unit volum) på 1,150–1,190 kg/m3, dvs mindre enn halvparten av glass

PMMA Hvordan oppfører sementen seg? Består av et amorft pulver av MMA(monomer) som opptrer som initiator og en væskeformet MMA Når disse mixes oppstår en fri radikal polymerisering av monomeren Den exoterme reaksjonen varmer opp sementen til 42- 46°C Dette overgår ikke temperatur for denaturering av proteiner, dessuten er sementmantelen ganske tynn Sementen limes ikke til protese og ben men fyller ut hulrommene og forankrer på den måten protesen og sementen til ben Young`s modulus/elastisitetsmodul/tensil modulus Sementen oppfører seg mekanisk på en slik måte at den skal gi minst mulig benresorpsjon

Young`s Modulus (E) Et mål for stivheten til et isotropt elastisk material En ratio av uniaxialt stress og uniaxialt strain Kan eksperimentellt utledes fra stress- strain-kurven som oppstår i tensile tester SI-enhet: Pa / Nm2

Stess og strain Stress er et mål på den gjennomsnittlige mengde kraft pr unit areal i en deformerbar masse som det virker indre krefter på De indre kreftene dannes mellom partiklene i massen som en reaksjon på ytre krefter Strain er det geometriske mål for deformasjon representert ved den relative forflytningen mellom partikler i en fast masse

Sementer En rekke sementer tilgjengelig på markedet Produktene er ulike hva gjelder viskositet, arbeidstid og herdetid Ulike stammer bør kanskje implanteres i ulike sementer Utvikling fra 1 til 3 generasjons sementeringsteknikk

Insidens primære hofteleddsproteser

Nasjonalt register for leddproteser 2010

Nasjonalt register for leddproteser 2010

Utvikling fra 1 til 3 generasjons sementeringsteknikk Generation Mixing/Porosity Reduction Canal Preparation Insertion Centralization   First Hand mix Rasp only, leave cancellous bone Manual insertion with finger packing None Second More aggressive rasp, brushing pulsatile lavage Cement gun Distal canal plug Early distal centralizers Third Vacuum mix/ centrifugation Cement gun with pressurization Distal canal plug Proximal and distal centralizers

Preparerings- og sementeringsteknikken Femurkanal og acetabulum Preparering Restriktor Rensing Mixing Pressurisering Sentralisering Implantering

Preparering Kritisk for overlevelsen av protesen Tillaging av en ren og benete stabil overflate for interdigitering av sementen i det gjenværende cannulerte benet Vedlikeholde en stabil overgang mellom implantat - sement og sement - ben

Femur Alt løst cannulert ben fjernes for hånd med reamere Overgangen mot cortex beholdes for interdigitering av sementen Øker skjærkraften av sementen Gir best kontakt mellom sementmantelen og kortikalt ben Noen systemer er reamerløse French Paradox

Broaching kompakterer benet men fjerner det ikke som en reamer Brukes også til determinering av størrelsen på protesen og utprøving av den Danner et hulrom 2-3 mm større enn protesen slik at man oppnår en uniform tykkelse på sementmantelen omkring den

Restriktor Øker muligheten for pressurisering Begrenser størrelsen og utbredelsen av sementkolonnen Resorberbare plugger Polyethylen-restriktorer Foreligger i ulike størrelser, har finner og prominenser Plasseres ca 2 cm under tuppen av stammen Må kunne motstå kraften som genereres ved pressuriseringen

Rengjøring Før eller etter innsetting av restriktor? Pulsatil lavage er vist å være effektiv for fjerning av løst ben, fett, koagler etc Kritisk for å oppnå en adekvat sement- interdigitering Noen tørker kanalen med kompress, hydrogenperoxid eller epinephrin Jo tørrere jo bedre interdigitering og microlock

Mixing Vakuum-mixing og sentrifugering reduserer porositeten i sementen Personalet utsettes i mindre grad for skadelige sementgasser Reduksjon i porositeten øker styrken i sementen og teoretisk overlevelsen av mantelen

Sentralisering Proximale og distale centralizers En del av 3 gen. sementeringsteknikk Øker muligheten for å opprettholde en uniform sirkumferensiell sementmantel omkring stammen Lokaliserer stammen i senter av sementmantelen

Sementering Sementpistol Retrograd fylling av femurkanalen Timing av introduksjonen avhengig av sementtypen Tuppen av pistolen plasseres rett over den distale pluggen slik at sementkolonnen begynner der Trykket fra sementen skal føre pistolen ut Pressurisering med rolig bevegelse av håndtaket på pistolen for optimal interdigitering og microlock Metoden genererer trykk på over 30 mm Hg i proximal sementmantel

Introduksjon av stammen Føres nøyaktig inn i rommet dannet av broachen Sementtykkelsen kan diskuteres 3-4 mm ser ut til å ha de beste stresskurvene En stammeinnfører kan kontrollere versjonen av stammen Optimalt tidspunkt for innføring når sementen er noe fast i konsistensen Femur og implantat holdes i ro til sementen stivner

Acetabulum Fjerning av cannulert ben, reaming, rengjøring, tørking, pressurisering Kurettering, rengjøring og grafting av cyster Innfører med sikteapparat for riktig orientering av komponenten Fjerning av overskytende sement

Presentasjon av en studie ved RSA-gruppen Kristiansund Sykehus Kirsti Sevaldsen Overlege / prosjektleder Ortopedisk avdeling Kristiansund Sykehus

Radiostereometric Analysis

RSA - metode

Corail “line-to-line” Vs Corail “overream” and Marathon Vs Elite Plus Ogee UHMWPE Comparison of cemented femoral component migration using two different reaming/cementing techniques Comparison of wear using cross-linked or conventional polyethylene in cemented acetabular cups

En utfordring av ”Det franske paradoks”

Det franske paradoks Sementmantelens tykkelse, en kontrovers i protesekirurgien Studier har vist at 2-4 mm komplett mantel kan være det optimale for å unngå mekanisk svikt Franske proteser som Charnley-Kerboull og Ceraver Osteal utfordret dette i klinisk praksis Protesene polerte med glatt overflate Designet for å utfylle femurkanalen helt Alt cannulert bein fjernes Sementmantelen blir ekstremt tynn og diskontinuerlig Komponenten slås ned i en tight femurkanal med hammer 0% ASL etter 10 år 1-2% ASL etter 20 år Protese med ru overflate og samme sementeringsteknikk overlevde dårligere RSA-studier med analyser av mikromigrasjon kan gi mer informasjon om sementmantelens betydning for overlevelsen av en protese

Studiens mål Et mål er å sammenligne mikromigrasjonen av den sementerte Corail femurstammen implantert med to ulike preparerings-og sementeringsteknikker Et annet mål er å sammenligne polyetylenslitasjen og mikromigrasjonen i den moderat cross-linkede Marathon- koppen og Ogee Elite Plus-koppen med konvensjonellt UHMPE

UHMWPE og Crosslinking Kjeder med karbonatomer bundet sammen

Kan en ny sementeringsteknikk øke overlevelsen? Overall survivorship av en THR er avhengig av flere faktorer, men riktig sementeringsteknikk er av avgjørende betydning

Takk !

Hiesel C, Norman T, Rupp R, et al. In vitro performance of :114-119. Brick GW, Poss R. Long-term follow-up or cemented total hip replacement for osteoarthritis. Rheum Dis Clin North Am. 1988; 14:565-577. Barrack RL, Mulroy RDJ, Harris WH. Improved cementing techniques and femoral component loosening in young patients with hip arthroplasty. A 12-year radiographic review. J Bone Joint Surg Br. 1992; 74:385-389. Mulroy RDJ, Harris WH. The effect of improved cementing techniques on component loosening in total hip replacement. An 11-year radiographic review. J Bone Joint Surg Br. 1990; 72:757-760. Majkowski RS, Miles AW, Bannister GC, Perkins J, Taylor GJS. Bone surface preparation in cemented joint replacement. J Bone Joint Surg Br. 1993; 75:459-463. Hiesel C, Norman T, Rupp R, et al. In vitro performance of :114-119.   intramedullary cement restrictors in total hip arthroplasty. J Biomech. 2003; 36:835-843. Estok DM, Orr TE, Harris WH. Factors affecting cement strains near the tip of a cemented femoral component. J Arthroplasty. 1997; 12:40-48. Davies JP, O’Connor DO, Burke DW, Jasty M, Harris WH. The effect of centrifugation on the fatigue life of bone cement in the presence of surface irregularities. Clin Orthop. 1988; 156-161. Davies JP, Jasty M, O’Connor DO, et al. The effect of centrifuging bone cement. J Bone Joint Surg Br. 1989; 71:39-42. Goldberg BA, al Habbal G, Noble PC, et al. Proximal and distal femoral centralizers in modern cemented hip arthroplasty. Clin Orthop. 1998; 349:163-173. McCaskie AW, Barnes MR, Lin E, Harper WM, Gregg PJ. Cement pressurization during hip replacement. J Bone Joint Surg Br. 1997; 79:379-384. Davies JP, Harris WH. In vitro and in vivo studies of pressurization of femoral cement in total hip arthroplasty. J Arthroplasty. 1993; 8:585-591. Ebramzadeh E, Sarmiento A, McKellop HA, Llinaf A, Gogan W. The cement mantle in total hip arthroplasty. Analysis of long-term radiographic results. J Bone Joint Surg Am. 1994; 76:77-87. Kwak BM, Lim OK, Kim YY, Rim K. An investigation of the effect of cement thickness on an implant by finite stress analysis. Int Orthop. 1979; 1-4. Ranawat CS, Deshmukh RG, Peters LE, Umias ME. Prediction of the long-term durability of all-polyethylene cemented sockets. Clin Orthop. 1995; 89-105. Crites BM, Berend ME, Ritter MA. Technical considerations of cemented acetabular components: A 30-year evaluation. (In Process Citation). Clin Orthop. 2000; 381 Referanser Brick GW, Poss R. Long-term follow-up or cemented total hip replacement for osteoarthritis. Rheum Dis Clin North Am. 1988; 14:565-577. Barrack RL, Mulroy RDJ, Harris WH. Improved cementing techniques and femoral component loosening in young patients with hip arthroplasty. A 12-year radiographic review. J Bone Joint Surg Br. 1992; 74:385-389. Mulroy RDJ, Harris WH. The effect of improved cementing techniques on component loosening in total hip replacement. An 11-year radiographic review. J Bone Joint Surg Br. 1990; 72:757-760. Majkowski RS, Miles AW, Bannister GC, Perkins J, Taylor GJS. Bone surface preparation in cemented joint replacement. J Bone Joint Surg Br. 1993; 75:459-463. Hiesel C, Norman T, Rupp R, et al. In vitro performance of intramedullary cement restrictors in total hip arthroplasty. J Biomech. 2003; 36:835-843. Estok DM, Orr TE, Harris WH. Factors affecting cement strains near the tip of a cemented femoral component. J Arthroplasty. 1997; 12:40-48. Davies JP, O’Connor DO, Burke DW, Jasty M, Harris WH. The effect of centrifugation on the fatigue life of bone cement in the presence of surface irregularities. Clin Orthop. 1988; 156-161. Davies JP, Jasty M, O’Connor DO, et al. The effect of centrifuging bone cement. J Bone Joint Surg Br. 1989; 71:39-42. Goldberg BA, al Habbal G, Noble PC, et al. Proximal and distal femoral centralizers in modern cemented hip arthroplasty. Clin Orthop. 1998; 349:163-173.