sinterungsverhalten der modularen revisionsschaftprothese · aus der chirurgischen klinik mit...

Aus der Chirurgischen Klinik mit Poliklinik

der

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Durchgeführt in der Abteilung der Unfallchirurgie

Leiter: Prof. Dr. med. F. Hennig

Sinterungsverhalten der Modularen

Revisionsschaftprothese

Eine retrospektive Studie

Inaugural - Dissertation

zur Erlangung der Doktorwürde

der Medizinischen Fakultät

der Friedrich-Alexander-Universität

Erlangen-Nürnberg

vorgelegt von

Milan Straka

aus Trstena

Gedruckt mit der Erlaubnis der

Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität

Erlangen-Nürnberg

Dekan: Prof. Dr. Dr. h. c. J. Schüttler

Referent: Priv.- Doz. Dr. K. Gelse

Koreferent: Prof. Dr. F. F. Hennig

Tag der mündlichen Prüfung: 23. November 2011

Meinen Eltern

I

Inhaltsverzeichnis

1. Zusammenfassung

1.1. Deutsche Zusammenfassung

1.1.1. Hintergrund und Ziele 01

1.1.2. Methoden (Patienten, Material und Untersuchungsmethoden) 01

1.1.3. Ergebnisse und Beobachtungen 02

1.1.4. Praktische Schlussfolgerungen 03

1.2. Summary

1.2.1. Background and purpose of the study 04

1.2.2. Methods (patients, material and research methods) 04

1.2.3. Results and observations 05

1.2.4. Practical conclusions 06

2. Einleitung und Aufgabenstellung

2.1. Einleitung 07

2.2. Aufgabenstellung 11

I

Inhaltsverzeichnis

3. Material und Methodik

3.1. Modulare Revisionsprothese 12

3.2. Operationstechnik 15

3.3. Patientenkollektiv 16

3.4. Frakturklassifikation 19

3.5. Der Harris-Hip-Score 21

3.6. Messtechnik 26

3.7. Statistik 28

4. Ergebnisse 4.1. Erfassbarkeit 29

4.2. Postoperative Komplikationen 30

4.3. Befragung und klinische Nachuntersuchung 31

4.4. Harris-Hip-Score 32

4.5. Röntgenbeurteilung und t-Test 34

4.6. Korrelationsanalyse 37

I

Inhaltsverzeichnis

5. Diskussion

5.1. Beeinflussung der Studienergebnisse

5.1.1. Wahl der MRP-Module 40

5.1.2. Radiologische Auswertung 41

5.2. Studienergebnisse 41

5.3. Distale Verriegelungsschraube 42

I

Inhaltsverzeichnis Literaturverzeichnis 43 Tabellenverzeichnis 48 Abbildungsverzeichnis 49 Danksagung 50 Lebenslauf 51

1

1. Zusammenfassung

_____________________________________________________________

1. Zusammenfassung

1.1. Deutsche Zusammenfassung

1.1.1. Hintergrund und Ziele

In dieser Studie wurden Patienten, die einen modularen

Revisionsendoprothesenschaft infolge Hüftendoprothesenlockerung erhalten

haben, untersucht. Mit dieser Nachuntersuchung sollte der klinische Erfolg

des Revisionsendoprothesenschafts sowie das Sinterungsverhalten

festgestellt werden.

1.1.2. Methoden (Patienten, Material und Untersuchungsmethoden)

Für diese Studie wurden 36 Patienten, die in den Jahren von 1996 bis 2005

mit einem modularen Revisionsendoprothesenschafts (im folgenden

abgekürzt mit „MRP“) des Hüftgelenks in der chirurgischen Universitätsklinik

Erlangen versorgt wurden, nachuntersucht. Es wurden die postoperativ

durchgeführten Röntgenbilder in einem Zeitraum von durchschnittlich 40 ±

25,3 Monaten ausgewertet und klinische Untersuchungen vorgenommen.

Der subjektive Erfolg der Prothese wurde durch Befragung der Patienten

ermittelt. Um einen Vergleich der Untersuchungsergebnisse ziehen zu

können, wurde der Harris-Hip-Score errechnet.

2

1. Zusammenfassung

_____________________________________________________________

1.1.3. Ergebnisse und Beobachtungen

Bei Auswertung der Röntgenbilder ergab sich eine mittlere vertikale

Migration der MRP von 1,13 ± 1,65 mm im Patientenkollektiv. In 3 Fällen kam

es zu Sinterungen von über 10 mm (Mittelwert 12,5 ± 2,54 mm). Diese Fälle

wurden hierbei außer acht gelassen, da sie den Mittelwert verfälschen. Bei

diesen Fällen kam es zur Fraktur der distalen Verriegelungsschraube.

Steckkonusbrüche oder Prothesenfrakturen waren in keinem Fall zu

beobachten.

Die modulare Revisionsschaftprothese hat sich in dieser Studie hinsichtlich

Stabilität als geeignet erwiesen. Bei den vorliegenden Frakturen der distalen

Verriegelungsschraube handelt es sich um Extremfälle.

Der Harris-Hip-Score, ein Bewertungsschema der Hüfte, betrug für die 36

erfassten Patienten postoperativ im Mittel 75,7 ± 13,7.

Angesichts des relativ alten Patientenkollektives (im Mittel 73,9 Jahre) kann

man hier von einem guten, klinischen Ergebnis sprechen.

Bei der Korrelationsanalyse ergab sich ein signifikanter negativ linearer

Zusammenhang zwischen Sinterung und Harris-Hip-Score

(Korrelationskoeffizient r12= −0,44). Das bedeutet je geringer die Sinterung

ausfällt, desto höher der Zufriedenheitsscore.

Indikation für den Hüftendoprothesenwechsel war eine aseptische

Lockerung. Alle 36 Patienten erhielten einen modularen

Revisionsendoprothesenschaft zementfrei implantiert.

3

1. Zusammenfassung

_____________________________________________________________

1.1.4. Praktische Schlussfolgerungen

Gerade ältere Patienten verlieren durch lange Krankenhausaufenthalte und

eingeschränkte Mobilität ihre Selbstständigkeit. Durch den aktuellen

demographischen Wandel wird dieses Problem noch verstärkt.

Die Belastung eines Hüftgelenkes ist erheblich. Es hat neben einer Trage-

auch eine Gleichgewichtsfunktion. Dies führt zu einer Potenzierung der Last

auf das 3-4 fache des Körpergewichts.

So müssen Systeme mit hoher Primärstabilität für einen kurzen

Klinikaufenthalt geschaffen werden. Der MRP-Titanschaft ist ein Schritt in

diese Richtung.

4

1. Zusammenfassung

_____________________________________________________________

1.2. Summary

1.2.1. Background and purpose of the study

The analysis of the treatment of inpatients with MRPs was carried out in

order to ascertain the clinical success of this type of artificial hip system. The

clinical success was evaluated by means of the sintering reaction of the

prosthesis.

1.2.2. Methods (patients, material and research methods)

For this study 36 inpatients, provided with a modular revision stem prosthesis

at the Erlangen Chirurgische Klinik in the period 1996 to 2005, were checked

up. Postoperative x-rays at an average of 40 ± 25,3 months and clinical

follow-up examinations were analysed. Comments with respect to patient

satisfication were elicted by means of a survey. In order to make the

examination results comparable, the Harris-Hip-Score, an evaluation scheme

of the hip, was compiled.

5

1. Zusammenfassung

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1.2.3. Results and observations

The analysis of the x-rays showed on an average 1,13 ± 1,65 mm vertical

migration of the MRP. The prosthesis of 3 patients showed sinterings over 10

mm (mean 12,5 ± 2,54 mm). These patients had a fracture of the distal lock

screw. In this study no stem cone fractures and prosthesis fractures could not

be observed.

So the modular revision stem prosthesis showed good results regarding

stability. The three existing fractures of the distal lock screw must be seen as

extreme cases.

The Harris-Hip-Score, an evaluation scheme of the hip, showed a good

clinical outcome for the old patients (average age= 73,92 years): for all 36

patients the Harris-Hip-Score totaled up to 75,7 ± 13,7 on an average.

Regarding the correlation analysis there is a significant negative linear

connection between sintering and Harris-Hip-Score (correlation coefficient

r12= −0,44). That means the lower prosthesis migration the higher the

satisfaction score.

The indication for change of hip endoprosthesis was aseptical loosening. All

36 patients received a modular revision stem prosthesis cement-free

implanted.

6

1. Zusammenfassung

_____________________________________________________________

1.2.4. Practical conclusions

Especially older inpatients lose their independence by their limited mobility

and long durations of their stay in hospital. This problem is even reinforced

due to demographic change.

There is considerable stress working on the hip. Both support and balance

function is needed. This leads to amplification of load up to 3-4 times the

bodyweight.

So prothesis systems with a high primary stability should be created in order

to shorten the duration of the stay in hospital. The MRP-shaft is an important

development for this aim.

7


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2.1. Einleitung

Die moderne Totalendoprothetik begann im Jahre 1938. Damals implantierte

Philip Wiles erstmals sechs Hüft-Total-Endoprothesen. Die metallische

Pfanne wurde im Becken mit zwei Schrauben verankert, der Hüftkopf mittels

eines Bolzens durch den Schenkelhals fixiert. Die Hüftprothese entspricht am

ehesten einer Schenkelhalsprothese, die Gleitpaarung bestand aus Metall-

Metall (Abb. 1).

Abbildung 1:

Hüft-Total-Endoprothese mit Gleitpaarung Metall-Metall

P. Wiles, London 1938

8


_____________________________________________________________

Da es an der Oberfläche der Stahlpfannen zu frühen Lockerungen kam,

suchte man nach neuen, besseren Werkstoffen.

Die Brüder Jean und Robert Judet (14,15) gingen 1950 von dem Gedanken

aus, den Femurkopf zu resezieren und durch eine pilzförmige

Femurkopfprothese aus Plexiglas zu ersetzen. Sie hatte den Vorteil einer

relativ großen Ausgangsstabilität, da sie mit ihrem Stiel in eine Bohrung in

den Knochen eingebracht wurde (7,28). Dem knöchernen Acetabulum stand

immer noch ein künstlicher Hüftkopf gegenüber. Daher bestand nach wie vor

eine ungünstige Gleitpaarung. Bei den Kopf-Hals-Modellen aus Plexiglas

nach Merle d`Aubigné (21), Lange (19) und Rettig (26) kam es zu

Materialbrüchen, weshalb sich diese nicht durchsetzen konnten.

Bei der Entwicklung einer geeigneten Totalendoprothese des Hüftgelenkes

mussten zwei grundlegende Probleme gelöst werden:

Zum einen benötigt man eine gewisse Ausgangsstabilität für beide

Gelenkpartner, zum anderen ein bioinertes und biokompatibles Material als

Grundstoff für die Prothese.

Thompson und Moore entwickelten 1952 eine Stahlprothese mit längerem

Stiel, diese wird auch heute noch verwendet (22).

Charnley aus Großbritannien sah die Vermeidung von Abrieb als oberste

Priorität an. Er entwickelte ein „low friction“- Prinzip und setzte dies über eine

Kunststoffpfanne und einen Metallkopf um (Abb. 2).

Charnley verwendete Teflon (20), welches sich jedoch als abriebsanfällig

erwies (23,33). Hier erschien Polyethylen geeigneter, welches auch bis heute

verwendet wird (20).

Es war ebenfalls Charnley, der Ende der 60er Jahre damit begann,

Hüftprothesen mit dem aus der Zahnmedizin bekannten Methylmetacrylat

(24) zu zementieren.

9


_____________________________________________________________

Abbildung 2:

Prothese nach Charnley

So versuchte Ring (27) 1964 zementfrei zu implantieren. Er verankerte die

Pfanne mithilfe einer langen Schraube im Becken. Der Nachteil der

zementfreien Implantation, die ungleichmäßige Kraftübertragung, versuchte

Judet über eine Oberflächenvergrößerung zu lösen. Er führte 1972 eine

Kobalt-Chrom-Nickel-Prothese mit poröser Oberfläche ein (16,17,18). Der

Schaft war gebogen und hatte einen rechteckigen Querschnitt.

Die 1976 von Huggler und Jackob (11,12) entwickelte

Druckscheibenprothese sollte die Spannungen im Femur physiologisch

gestalten und somit Knochensubstanz schonen.

10


_____________________________________________________________

Seit Anfang der 80er Jahre wurden sehr viele verschiedene

Prothesenmodelle entwickelt, welche bezüglich ihrer Form eine große

Ähnlichkeit hatten.

K. Zweymüller entwickelte 1984 ein neues Pfannendesign. Dabei kam eine

konische, selbstschneidende Metallschale aus Reintitan mit Polyethylen-

Inlay zum Einsatz (29).

Für ein besseres Einwachsen des Knochens auf die

Hüftendoprothesenoberfläche werden deren Oberflächen biokompatibel

gestaltet, in dem sie beispielsweise mit Hydroxylapatit versehen werden oder

aus einer porösen Titanoberfläche bestehen.

11


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2.2. Aufgabenstellung

In der vorliegenden Studie soll das klinische Ergebnis sowie das

Sinterungsverhalten nach Versorgung mit der Modularen

Revisionsschaftprothese untersucht werden. Diese kommt vor allem zum

Einsatz bei der aseptischen Endoprothesenschaftlockerung. Ursache für die

Lockerung kann gerade bei älteren Menschen eine infolge Trauma

aufgetretene periprothetische Femurfraktur sein. 30% der Personen, die älter

als 65 Jahre sind, stürzen mindestens 1 mal pro Jahr. Das Risiko erhöht sich

auf 50% bei den 85 jährigen (3).

Durch die modulare MRP - Titanprothese kann gleichzeitig eine

Frakturschienung entsprechend einem Marknagel sowie eine distale

Prothesenverankerung erreicht werden. Modular bedeutet hierbei

intraoperative Längenanpassung der Prothese sowie Modifikation der

Anteversion. So kann die Klinik jederzeit auf ein komplettes Set von Schäften

zurückgreifen, und das mit zeitlich und finanziell vertretbarem Aufwand.

Zur Untersuchung des Sinterungsverhaltens wurde eine retrospektive Studie

an 36 Patienten durchgeführt. Hierbei wurden postoperative

Standardröntgenaufnahmen in zeitlicher Abfolge zueinander kalibriert und

evaluiert. Eventuelle Sinterungen konnten so berechnet werden. Außerdem

konnte der Harris-Hip-Score erhoben werden, als Indikator für Zufriedenheit

und Lebensqualität der Patienten.

12


_____________________________________________________________


3.1. Modulare Revisionsprothese

Bei der modularen Revisionsprothese (Peter Brehm GmbH, Weisendorf)

handelt es sich um ein zementfreies Endoprothesensystem. Das System

besteht aus der hochfesten biokompatiblen Titanlegierung TiAl6Nb7.

Matthew A. Hunter stellte 1910 erstmals reines Titanmetall her. Die

Legierung verfügt über ein ähnliches Elastizitätsmodul wie menschlicher

Knochen und fördert so gemeinsam mit einer Oberflächenrauhigkeit von 40-

60 µm die Osteointegration. Die Grundlage des MRP-Systems bilden

einzelne Module: ein Verankerungssschaft, ein Prothesenhals, eine

Schraube sowie ein optional aufsteckbares Sonderimplantat zum

Trochanterersatz. Ebenfalls besteht die Möglichkeit der Verlängerung durch

Zwischenschaltung einer Verlängerungshülse von 30 mm Länge (Abb. 3).

Die Verankerungsschäfte sind erhältlich in der Länge 140 mm bis 320 mm,

wobei es auch gebogene Varianten gibt. Der Prothesenhals ist in den

Längen 50, 60 und 70 mm erhältlich. Durch das Modularsystem lassen sich

Prothesenlängen von 190 bis 430 mm realisieren. Weiterhin besteht

intraoperativ bei bereits fest sitzendem Prothesenschaft die Möglichkeit einer

Schaftverlängerung nach proximal um 50 bis 100 mm. Der

Antetorsionswinkel ist ebenfalls frei einstellbar. Durch die sternförmige

Anordnung der Schaftrippen und die Konusform wird über Press-Fit eine

hohe Primärstabilität erreicht, was dem Patienten eine sofortige

Teilbelastung erlauben soll.

13


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Für besonders schlechte operative Voraussetzungen wie subprothetische

Frakturen, schwere Traumata oder Tumoren existiert der MRP-Schaft mit

distaler Verriegelung. Er ist erhältlich in den Längen 260 mm und 320 mm.

Es besteht die Möglichkeit der Einbringung von bis zu zwei distalen

Schrauben. Hierbei wird eine distale Verankerung erzielt, im Gegensatz zur

proximalen Verankerung bei primär implantierten Hüft-TEPs.

Abbildung 3:

Modulare Revisionsprothese nach Brehm

14


_____________________________________________________________

Insbesondere bei der Revisionschirurgie mit Hüft-TEP-Lockerungen und

periprothetischen Frakturen müssen geschädigte und fehlende Abschnitte

des proximalen Femur stabil überbrückt werden. Ein Versuch die Defekte mit

weiterem Zement aufzufüllen erzielte keine zufriedenstellenden

Langzeitergebnisse (34). Deshalb wurde der Einsatz von zementfreien

Revisionsschäften empfohlen (6,9,31). Bei nichtmodularen Prothesen hat

man jedoch den Nachteil keine intraoperativen Korrekturen der Halslänge

oder des Antetorsionswinkels durchführen zu können, bzw. es konnten nur

teure Sonderanfertigungen verwendet werden. Mit dem MRP-System wurde

versucht, ein einfaches System für diese komplexen Fälle zu schaffen.

Zur Versorgung schwerster Revisionen ist der MRP-Titan pFE indiziert.

Hierbei handelt es sich um einen proximalen Femurersatz.

Einsatzmöglichkeiten sind zum Beispiel Osteosarkome, traumabedingter

Knochenverlust oder schwere Deformitäten. Der MRP-Titan pFE besitzt

hinsichtlich Modularität die selben Vorteile wie MRP-Titan und bedient sich

eines identischen Instrumentariums.

15


_____________________________________________________________

3.2. Operationstechnik

Die Implantation des MRP-Schaftes erfolgte unter Intubationsnarkose in

Seitenlage, es wurde ein standardisierter Kocher-Langenbeck-Zugang

gewählt. Vorteilhaft ist hierbei die Möglichkeit der Gelenkeinsicht.

Intraoperativ wurde die Lage des Schaftes per Röntgendurchleuchtung

kontrolliert.

16


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3.3. Patientenkollektiv

Im Zeitraum von 1996 bis 2005 wurden in der Abteilung für Unfallchirurgie

der Chirurgischen Universitätsklinik Erlangen-Nürnberg 36 Patienten mit

einer modularen Revisionsprothese versorgt.

Bei diesen Patienten konnte eine standardisierte klinische und radiologische

Nachuntersuchung unter Verwendung des Harris-Hip-Scores durchgeführt

werden.

Der postoperativen radiologischen Nachuntersuchungen erfolgten zum einen

direkt postoperativ und zum anderen nach 40,0 ± 25,3 Monaten, bei einem

Minimum von 10 und einem Maximum von 115 Monaten.

Das Kollektiv setzt sich aus 23 (63,9 %) weiblichen und 13 (36,1 %)

männlichen Patienten zusammen (Abb. 4).

Abbildung 4:

Geschlechtsverteilung der Patienten

Geschlechtsverteilung der Patienten

23

13

weiblich

männlich

17


_____________________________________________________________

Das Durchschnittsalter zum Operationszeitpunkt betrug 70,4 Jahre, die

Standardabweichung hier liegt bei α=8,04. Die männlichen Patienten waren

im Durchschnitt 70,0 Jahre, die weiblichen Patienten im Durchschnitt 70,6

Jahre alt.

Abbildung 5:

Altersverteilung der Patienten

Die Seitenverteilung erfolgte annähernd gleichmäßig mit 21 links und 15

rechts implantierten MRP- Schäften (Abb. 6).

Altersverteilung der Patienten

0

3

6

9

12

15

18

Anzahl Patienten 4 15 14 3

51-60

Jahre

61-70

Jahre 71-80

Jahre 81-90

Jahre

18


_____________________________________________________________

Abbildung 6:

Seitenverteilung der implantierten MRP-Prothesen

19


_____________________________________________________________

3.4. Frakturklassifikation

Zur Klassifikation periprothetischer Frakturen gibt es mehrere gebräuchliche

Einteilungen mit unterschiedlichen Gewichtungen. Zu nennen wäre die von

Johansson (13), der seinerseits die Klassifikation von Whittaker (32) erweitert

hat. Bis zur Einführung der Vancouver-Klassifikation im Jahre 1995 war dies

die wichtigste Einteilung. Johansson unterscheidet zwischen Typ I-Frakturen

auf Prothesenschafthöhe und Typ II-Frakturen im Bereich der

Prothesenspitze. Typ III steht für Frakturen distal der Prothese (Tab. 2). Die

Einteilung nach Johansson ist jedoch zu unspezifisch und bei hauptsächlich

anatomischer Orientierung nicht aussagekräftig genug.

Tabelle 2:

Klassifikation nach Johansson

Frakturtyp Lokalisation n = 36

Typ I Prothesenschafthöhe 13

Typ II Prothesenspitze 19

Typ III distal der Prothesenspitze 4

Die Einteilung nach Mont und Maar (Tab. 3) ist insbesondere in der

deutschen Literatur gebräuchlich (1,5,25,30). Es werden 5 Lokalisationen

unterschieden.

20


_____________________________________________________________

Tabelle 3:

Klassifikation nach Mont und Maar

Frakturtyp Lokalisation n = 36

Typ I Trochanternah 2

Typ II Prothesenschaftmitte 12

Typ III Prothesenspitze 15

Typ IV Unter Prothesenspitze 3

Typ V periproth. Mehrfragmentfraktur 4

Differenzierter ist die Vancouver-Klassifikation von Duncan (Tab. 4). Sie hat

derzeit die weiteste Verbreitung. Hier werden Frakturlokalisation,

Prothesenstabilität und Knochenqualität berücksichtigt. Die Vancouver-

Klassifikation beinhaltet mit ihren Kriterien die zur Therapieplanung

notwendigen Informationen.

Tabelle 4:

Klassifikation nach Duncan

Fraktur-

typ

Lokalisation Subtyp n = 36

A Trochanterregion Al: Tr. minor 2

Ag: Tr. major 0

B Schaftbereich

bis Spitze

B1: feste Prothese 5

B2: gelockerte Prothese 15

B3: gelockerte Prothese bei

schlechter Knochenqualität

9

C Distal der

Prothesenspitze

5

21


_____________________________________________________________

3.5. Der Harris-Hip-Score

Harris veröffentlichte 1969 den Harris-Hip-Score. Hierbei handelt es sich um

ein Bewertungsschema der Hüfte (10). Er ist ein im anglo-amerikanischen

Raum häufig verwendeter Hüftscore. Für die Erhebung des Harris-Hip-

Scores wurden die Patienten nach den Kriterien Schmerz, Funktion,

Deformität und Bewegungsmöglichkeiten nach Versorgung mit einem MRP-

Schaft untersucht. Die Kategorie Schmerz kann dabei mit maximal 44

Punkten, die Kategorie Funktion mit maximal 47 Punkten, der Grad der

Deformität mit maximal 4 Punkten und die Kategorie Bewegungsausmaß mit

maximal 5 Punkten bewertet werden.

Die maximale Punktzahl beim Harris-Hip-Score beträgt somit 100. Für die 36

Patienten wurde der Score berechnet im Mittel nach 40,0 ± 25,3 Monaten.

22


Untersuchungsbogen (HARRIS – HIP SCORE 1969)

Mögliche Gesamtpunktzahl: 100 Punkte

Patientenname Untersuchungsdatum

1.) Schmerz (maximal 44 Punkte)

Kein Schmerz 44 �

Leichte, gelegentliche Schmerzen, ohne Einfluß auf die Aktivität 40 �

Leichte Schmerzen ohne Einfluß auf durchschnittliche Aktivitäten,

gelegentlich Aspirin 30 �

Mittlere Schmerzen, die eine normale Aktivität einschränken,

gelegentlich stärkere Schmerzmittel als Aspirin 20 �

Starke Schmerzen, erhebliche Einschränkung der Aktivität 10 �

Vollständig behindert, bettlägrig 0 �

23


2.) Funktion (maximal 47 Punkte)

2.1) Gangbild (maximal 33 Punkte)

a) Hinken

Kein Hinken 11 �

Leichtes Hinken 8 �

Mittelstarkes Hinken 5 �

Starkes Hinken 0 �

b) Gehhilfe

Keine Gehhilfen 11 �

Ein Handstock für lange Strecken 7 �

Ein Handstock für die meiste Zeit 5 �

Eine Krücke 3 �

Zwei Handstöcke 2 �

Zwei Krücken 0 �

Unfähig zu gehen (Grund) 0 �

c) Gehstrecke

Unbegrenzt 11 �

Über 1,6 km 7 �

500 m – 800 m 5 �

Nur innerhalb der Wohnung 3 �

Von Bett zum Stuhl 2 �

24


2.2) Funktionelle Aktivität (maximal 14 Punkte)

a) Treppensteigen

Normal, ohne Treppengeländer 4 �

Normal, mit Treppengeländer 2 �

Irgendeine Methode 1 �

Nicht möglich 0 �

b) Schuhe und Strümpfe

Problemlos 4 �

Mit Schwierigkeiten 2 �


c) Sitzen

Bequem auf jedem gewöhnlichen Stuhl 1 Stunde 5 �

Auf einem hohen Stuhl 30 Minuten 3 �


d) Öffentliche Verkehrsmittel

Einsteigen möglich 1 �


25


3.) Deformitäten (maximal 4 Punkte)

Flexionskontraktur < 30 Grad 1 �

Fixierte Adduktion < 10 Grad 1 �

Fixierte Innenrotation in Extension < 10 Grad 1 �

Beinlängendiffferenz < 3,2 cm 1 �

4.) Bewegungsumfang (maximal 5 Punkte)

Flexion 0 – 45 Grad X 1,0 = 45

45 – 90 Grad X 0.6 = 27

90 – 110 Grad X 0,3 = 6

110 – 130 Grad X 0,0 = 0

Abduktion 0 – 15 Grad X 0,8 = 12

15 – 20 Grad X 0,3 = 1,5

über 20 Grad X 0,0 = 0

Außenrotation 0 – 15 Grad X 0,4 = 6


Innenrotation jede X 0,0 = 0

Adduktion 0 – 15 Grad X 0,2 = 3


Extension irgendeine = 0

Die Summe wird multipliziert mit 0,05.

Schmerz __________

Funktion __________

Deformität __________

Bewegungsapparat __________

___________________________________________

Total __________

26


_____________________________________________________________

3.6. Messtechnik

Fokus dieser Studie war die Sinterung des MRP-Schaftes, die sogenannte

vertikale Migration. Die Sinterung wurde in mm gemessen.

Hierfür wurde das Programm Adobe Photoshop CS verwendet. Die Mehrzahl

der Röntgenbilder lag bereits im Format „psd“ vor, einige Aufnahmen

mussten erst mit Digitalkamera, Stativ und Röntgenbildbetrachter unter

Abdunkelung des Raumes digitalisiert werden. Die

Beckenübersichtsaufnahme erwies sich bei der Reproduktion essentieller

Landmarks als am geeignetsten, weshalb diese zum Vermessen

herangezogen wurde. Auf diese Weise wurden von 36 Patienten geeignete

Bilderpaare, bestehend aus direkt postoperativer und später durchgeführter

Aufnahme, gefunden (Mittelwert zwischen den Aufnahmen 40 ± 25,3

Monate). Als geeignet wurde ein Bilderpaar erachtet, wenn auf beiden

Aufnahmen nachvollziehbare Punkte, sog. Landmarks erkannt werden

konnten. Bei der Prothese wurde der höchste Punkt der Deckschraube, als

oberste Begrenzung des Schaftes, beim Knochen wurde die Spitze von

Trochanter major bzw. minor als Landmark herangezogen.

Zunächst wurden die Bilder etwas vergrößert, um die Messfehler zu

minimieren. Danach wurde ein rechteckiger Bildausschnitt, der die

betreffenden Landmarks erhält, ausgeschnitten und so weit rotiert, dass der

Prothesenschaft lotrecht zur Tischebene steht. Nun wurde der Durchmesser

der Deckschraube in beiden Bildern vermessen. Über den bekannten

Durchmesser dieser Deckschraube (18 mm) konnten die Bilder zueinander

kalibriert werden, um eine absolute Aussage über die Sinterung in mm

machen zu können. Danach musste je nach besserer Erkennbarkeit eine

Entscheidung für den Trochanter major oder den Trochanter minor gefällt

werden. In 30 Fällen wurde der Trochanter major herangezogen, nur in 6

Fällen der Trochanter minor.

27


_____________________________________________________________

Von der jeweiligen Trochanterspitze aus wurde nun in beiden Bildern eine

Strecke zum höchsten Punkt der Deckschraube als kraniale Begrenzung des

Prothesenschaftes gezogen (Abb. 8). Von dieser Strecke hat man lediglich

die Y- Koordinate, also den vertikalen Anteil für Messzwecke verwendet.

Die Daten wurden mittels Dreisatz unter Benutzung von Microsoft Excel

ausgewertet. So wurden absolute Werte über das Sinterungsverhalten des

MRP-Schaftes errechnet.

Abbildung 8:

Messbeispiel

28


_____________________________________________________________

3.7. Statistik

Die statistische Auswertung basiert auf den in Microsoft Excel erstellten

Datenerfassungstabellen. Als Softwareprogramm wurde Microsoft Excel

(Version 2003) verwendet. Die statistischen Darstellungen, Analysen und

Ergebnisse wurden mit Dipl.-Math. Peter Straka diskutiert und optimiert.

Es wurden Mittelwerte und Standardabweichung von Sinterung, Harris-Hip-

Score, Prothesenschaftdurchmesser und Nachuntersuchungszeitraum

gebildet. Zur Untersuchung der Korrelation der Parameter Sinterung, Harris-

Hip-Score und Durchmesser wurde die Korrelationsmatrix berechnet. Die

Sinterungen mit und ohne distale Verriegelungsschraube wurden mittels t-

Test verglichen. Die grafische Darstellung der Ergebnisse erfolgte mittels

deskriptiver Säulen- und Punktediagramme sowie mithilfe von tabellarischen

Darstellungen.

29

4. Ergebnisse

_____________________________________________________________

4. Ergebnisse

4.1. Erfassbarkeit

Bei 36 Patienten konnten über einen Zeitraum von 10 bis 115 Monaten

(Mittelwert = 40,0 ± 25,3 Monate) postoperativ Befragungen, radiologische

Kontrollen sowie klinische Nachuntersuchungen durchgeführt werden.

30

4. Ergebnisse

_____________________________________________________________

4.2. Postoperative Komplikationen

Es waren insgesamt 6 Komplikationen zu verzeichnen. Den

Operationsberichten und Entlassungsbriefen zufolge zeigten 30 Patienten

keine postoperativen Komplikationen. In 2 Fällen wurde eine Thrombose

tiefer Beinvenen beobachtet, diese konnte durch konservative

Therapiemaβnahmen zur vollständigen Ausheilung gebracht werden. Zu

einem postoperativen Hämatom kam es in einem Fall, hier erfolgte eine

Wundrevision mit Hämatomausräumung und Sulmycinschwammeinlage. In 2

Fällen wurden kardiopulmonale Probleme beobachtet. Hierbei kam es bei

einem Cor-Pulmonale-acutum zu einer Spontanremission. Beim weiteren

kardiopulmonalen Zwischenfall wurde eine medikamentöse Therapie mit

Katecholaminen erforderlich. Zu einer Luxation kam es bei einem Patient.

Hier wurde erfolgreich konservativ behandelt.

Abbildung 9:

Postoperative Komplikationen

Postoperative Komplikationen

30

2 2 1 10

10

20

30

40

keine kardiopulmonale Komplikation

Thrombose Hämatom Luxation

31

4. Ergebnisse

_____________________________________________________________

4.3. Befragung und klinische Nachuntersuchung

11 Patienten gaben keine, 11 Patienten leichte, 12 Patienten mäßige und 2

Patienten starke Schmerzen an.

Die mittlere Flexion ergab im Gesamtkollektiv 94°, die Abduktion 29°, die

Außenrotation 24°, die Adduktion 16°.

33 der 36 Patienten gaben an, mit der Operation zufrieden zu sein. 2

Patienten waren wegen persistierender, starker Schmerzen unzufrieden und

ein Patient hätte sich durch den Eingriff mehr Mobilität erhofft.

Schmerzen im Bereich der

Hüftprothese

11 1112

2

0

2

4

6

8

10

12

14

keine Schmerzen

leichte Schmerzen

mäßige

Schmerzen

starke Schmerzen

Abbildung 10:

Schmerzen im Bereich der Hüftprothese

32

4. Ergebnisse

_____________________________________________________________

4.4. Harris-Hip-Score

Der Harris-Hip-Score betrug für die 36 erfassten Patienten im Mittel 75,66 ±

13,69 Punkte bei einem Minimum von 49,73 und einem Maximum von 100

Punkten. Nach Harris ist ein Ergebnis bei einer Punktzahl von 91-100 als

exzellent zu bezeichnen, bei 81-90 Punkten als gut, bei von 71 bis 80

Punkten als mittelmäßig und bei unter 70 Punkten als schlecht (10). Bei

diesem relativ alten Patientenkollektiv (bei der Befragung im Mittel 73,92 ±

6,89 Jahre) kann man jedoch trotzdem von einem „guten“ oder

„altersentsprechenden“ Ergebnis sprechen. So konnten postoperativ 94,4 %

der Patienten mit oder ohne Benutzung des Geländers Treppen steigen und

80,5 % können über eine Stunde bequem im Stuhl sitzen. 91,7% der

Patienten gaben an mit der Operation zufrieden zu sein. Die Unzufriedenheit

dreier Patienten rührte von Schmerzen bzw. unbefriedigender Mobilität.

Harris-Hip-Score

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Patienten

Sco

re

Abbildung 11:

Harris-Hip-Score

33

4. Ergebnisse

_____________________________________________________________

<40 40-5051-60 61-70 71-80 81-90 91-

100

01234

5

6

7

8

9

Anzahl Patienten

Score

Einteilung Score in Gruppen

Abbildung 12:

Einteilung des Harris-Hip-Scores in Ergebnisgruppen

34

4. Ergebnisse

_____________________________________________________________

4.5. Röntgenbeurteilung und t-Test

Bei der Vermessung der direkt postoperativen bzw. spätpostoperativen

Röntgenbilder ergab sich ein durchschnittlicher Nachuntersuchungszeitraum

von 40,0 ± 25,3 Monaten. Die mittlere axiale Migration beim Gesamtkollektiv

von 36 Patienten betrug 1,13 ± 1,65 mm. Im Vergleich dazu die

Wagnerschaftprothese in der Studie nach Böhm 5,9 mm (4). In dieser Studie

wurden 14 Patienten mit MRPs inklusive distaler Verriegelungsschrauben

und 22 Patienten mit MRPs ohne zusätzliche Schrauben versorgt. Von den

14 Patienten mit distaler Schraube zeigten 11 eine Sinterung von 0 bis 2,41

mm (Mittelwert = 0,63 ± 0,92 mm). Bei den 3 Fällen mit Fraktur der distalen

Verriegelungsschrauben betrug die Sinterung jeweils mehr als 10 mm

(Mittelwert = 12,46 ± 2,54 mm). Alle 14 mit distalen Schrauben versehenen

Prothesen sind im Mittel um 3,16 ± 5,20 mm gesintert. Demgegenüber

stehen bei 22 Fällen ohne Verriegelungsschrauben Sinterungen von 0 bis

5,08 mm (Mittelwert 1,38 ± 1,88 mm).

Somit konnte festgestellt werden, dass im Mittel MRP-Schäfte mit distaler

Verriegelungsschraube ein geringeres Sinterungsverhalten im Vergleich zu

MRP-Schäften ohne Schraube aufweisen, wenn man die Komplikation der

Fraktur der distalen Schraube außer Acht lässt (Mittelwert mit Schraube=

0,63 ± 0,92 mm gegenüber Mittelwert ohne Schraube= 1,38 ± 1,88 mm).

Es wurde ein 2 Stichproben t-Test durchgeführt. Beide Stichproben wurden

als unabhängig angenommen. Die Berechnung der t-Teststatistik führte zu

dem Wert 1,21. Legt man eine student-t Verteilung mit m+n-2= 31

Freiheitsgraden zu Grunde, so entspricht dies einem p-Wert von etwa 11,8%.

Der Test gibt also statistische Hinweise für eine stärkere Sinterung bei MRP-

Schäften ohne distale Veriegelungsschraube.

35

4. Ergebnisse

_____________________________________________________________

Neben der distalen Verankerungsmethode können bei der MRP-Prothese die

radiär angeordneten scharfen Schaftrippen sowie die raue

Implantatoberfläche (40 bis 60 µm) als vorteilhaft angesehen werden. Zudem

sorgt der gebogene Verankerungsschaft für Rotationsschutz. Diese Faktoren

begünstigen eine rasche Osseointegration und der Langzeiterfolg ist

aufgrund des geringen Sinterungsverhaltens radiologisch bestätigt. Auch die

Möglichkeit intraoperativ auf unterschiedlichste Gegebenheiten bezüglich

Offset, Länge und Anteversion reagieren zu können, bietet einen Vorteil

gegenüber nichtmodularen Systemen und begünstigen die Einheilung und

das klinische Langzeitergebnis.

Es ergaben sich radiologisch keine Nachteile des modularen Charakters

hinsichtlich der Stabilität. So kam es weder zu Prothesenfrakturen, noch zu

Korrosion, Steckkonusbrüchen oder –diskonnektionen.

Die 3 Frakturen der distalen Verriegelungsschrauben ergaben sich jeweils

durch einen Sturz der betroffenen Patienten. Der klinische Misserfolg dieser

3 Patienten korreliert mit dem Harris-Hip-Score, der mit 51,7-60,0 gering

ausfiel, und ebenfalls den Misserfolg der prothetischen Versorgung

ausdrückt.

36

4. Ergebnisse

_____________________________________________________________

Sinterung in mm bei Pat. mit distaler Verriegelungsschraube

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Patienten

mm

Abbildung 13:

Sinterung in mm bei Patienten mit distaler Verriegelungsschraube

Sinterung in mm bei Pat. ohne distale Verriegelungsschraube

0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20 25

Patienten

mm

Abbildung 14:

Sinterung in mm bei Patienten ohne distale Verriegelungsschraube

37

4. Ergebnisse

_____________________________________________________________

4.6. Korrelationsanalyse

Zur Überprüfung der Korrelation der Parameter Sinterung (Mittelwert 1,13 ±

1,65 mm), Harris-Hip-Score (Mittelwert 75,66 ± 13,69 Punkte) und

Prothesenschaftdurchmesser (Mittelwert 16,14 ± 2,28 mm) wurde die

Korrelationsmatrix berechnet. Diese setzt sich zusammen aus den jeweiligen

Korrelationskoeffizienten.

Abbildung 15:

Sinterung in mm beim Patientenkollektiv

Sinterung in mm

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Patienten

mm

38

4. Ergebnisse

Harris-Hip-Score

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Patienten

Sco

re

Abbildung 16:

Harris-Hip-Score

Durchmesser in mm

10

12

14

16

18

20

22

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Patienten

mm

Abbildung 17:

Prothesenschaftdurchmesser in mm

39

4. Ergebnisse

Korrelationskoeffizient r12 (Sinterung zu Harris-Hip-Score) = -0,44

Korrelationskoeffizient r13 (Sinterung zu Durchmesser) = -0,25

Korrelationskoeffizient r23 (Harris-Hip-Score zu Durchmesser) = -0,03

Hieraus ergibt sich die Korrelationsmatrix R

1 -0,44 -0,25

-0,44 1 -0,03

-0,25 -0,03 1

Der Korrelationskoeffizient r (oder Produkt-Moment-Korrelation) beschreibt

den Grad des linearen Zusammenhangs von zwei Merkmalen. Er bewegt

sich zwischen -1 und +1. Bei einem Wert von 0 hängen die beiden Merkmale

überhaupt nicht linear voneinander ab, bei +1 bzw. -1 besteht ein vollständig

positiver bzw. negativer linearer Zusammenhang.

Somit besteht ein signifikanter negativ linearer Zusammenhang (r12= −0,44)

zwischen Sinterung und Harris-Hip-Score. Das bedeutet je geringer die

Sinterung, desto höher der Harris-Hip-Score. Über die Korrelation Sinterung

zu Durchmesser (r13= −0,25) ist keine Aussage möglich, was auch an der

geringen Fallzahl von 36 Patienten liegt. Zwischen Harris-Hip-Score und

Durchmesser scheint überhaupt kein Zusammenhang zu bestehen (r23=

−0,03).

40

5. Diskussion

_____________________________________________________________

5. Diskussion

5.1. Beeinflussung der Studienergebnisse

5.1.1. Wahl der MRP-Module

Ziel dieser retrospektiven Studie war es, das Sinterungsverhalten der

modularen Revisionsprothese (Fa. Brehm, Weißendorf) eines festgelegten

Patientenkollektivs zu evaluieren.

Die Studie basiert auf Untersuchungen von 36 Patienten mit 36 modularen

Revisionsprothesen. Prothesenschäfte des MRP-Systems gibt es in den

Längen 190 – 320 mm und in den Durchmessern 13-22 mm und zusätzlich in

den Sonderdurchmessern 23 bis 30 mm. Die Prothesenschäfte der

untersuchten Patienten waren 200 bis 320 mm lang und hatten einen

Druchmesser von 13 bis 21 mm. Die Entscheidung, welche Länge und

welcher Durchmesser verwendet werden, wird letztendlich intraoperativ

getroffen. Somit variiert die Auswahl der MRP-Systemkomponenten in

gewisser Weise mit den Operateuren, die diese auswählen. Da die Patienten

dieser Studie von verschiedenen Chirurgen operiert wurden, beeinflusst

dieser Faktor die Studienergebnisse.

41

5. Diskussion

_____________________________________________________________

5.1.2. Radiologische Auswertung

Als geeignetes Bild für die Auswertung der relevanten Landmarks wurde die

Beckenübersichtsaufnahme gewählt. Da nicht immer digitale Röntgenbilder

vorlagen, wurden die analogen Röntgenbilder zwecks Vergleichbarkeit

mittels Digitalkamera, Stativ und Röntgenbildbetrachter digitalisiert. Diese Art

von Digitalisierung kann die Messergebnisse beeinflussen; um die dadurch

entstandenen Fehler gering zu halten wurde stets auf eine exakte Einstellung

geachtet. Dass zur Vermessung sowohl Trochanter minor als auch

Trochanter major verwendet wurde hat keinen systematischen Einfluss auf

die Versuchsergebnisse.

5.2. Studienergebnisse

Trotz der zunehmenden Anzahl von MRP-Implantationen sind die

Patientenkollektive zur Untersuchung von Langzeitverläufen klein. Aufgrund

der Fallzahl der 36 hier betrachteten Patienten ist nur eine beschränkte

Aussage möglich. In der Literatur finden sich oft Studien mit geringer Fallzahl

(2,8,25,30,35).So auch bei Probst et al. (25) eine Metaanalyse aus 55

Studien mit 1370 Patienten, was einer durchschnittlichen Anzahl von 25

Patienten pro Studie entspricht. Somit zeigt sich, dass das untersuchte

Kollektiv von 36 Patienten durchaus einem Literaturvergleich standhält.

42

5. Diskussion

_____________________________________________________________

5.3. Distale Verriegelungsschraube

In 3 Fällen dieser Studie kam es zu einem Bruch der distalen

Verriegelungsschraube durch einen Sturz der Patienten. Von den 36

Patienten dieser Studie entsprechen die 3 Patienten immerhin 8,3%. Die

modulare Revisionsschaftprothese hat sich in dieser Studie hinsichtlich

Stabilität als geeignet erwiesen, wobei beachtet werden muss, daß die 3

vorliegenden Frakturen als Extremfälle gesehen werden müssen. So waren

zwei der Patienten adipös, der Dritte stürzte sehr unglücklich auf die

Badewanne.

Die distale Verriegelungsschraube ist indiziert bei schlechten operativen

Voraussetzungen, sie verringert darüber hinaus auch die vertikale Migration

(Mittelwert = 0,63 ± 0,92 mm gegenüber Mittelwert 1.38 ± 1,88 mm ohne

distale Verriegelungsschraube).

43

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48

Tabellenverzeichnis

____________________________________________________________________

Tabellenverzeichnis:

1: „Altersverteilung“ 17

2: „Klassifikation nach Johansson“ 19

3: „Klassifikation nach Mont und Maar“ 20

4: „Klassifikation nach Duncan“ 20

49

Abbildungsverzeichnis

__________________________________________________________

Abbildungsverzeichnis:

1: „Hüft-Total-Endoprothese mit Gleitpaarung Metall-Metall“

P. Wiles, London 1938 7

2: „Prothese nach Charnley“ 9

3: „Modulare Revisionsprothese nach Brehm“ 13

4: „Geschlechtsverteilung der Patienten“ 16

5: „Seitenverteilung der implantierten MRP-Prothesen“ 18

7: „Messbeispiel“ 27

8: „Postoperative Komplikationen“ 30

9: „Schmerzen im Bereich der Hüftprothese“ 31

10: „Harris-Hip-Score“ 32

11: „Einteilung des Harris-Hip-Scores in Ergebnisgruppen“ 33

12: „Sinterung in mm: Patienten mit distaler Verriegelungsschraube“ 36

13: „Sinterung in mm: Patienten ohne distale Verriegelungsschraube“ 36

14: „Sinterung gesamt“ 37

15: „Durchmesser Prothesenschaft“ 38

50

Danksagung

_____________________________________________________________

Herrn Prof. Dr. med. F. Hennig gilt mein aufrichtiger Dank für die Möglichkeit

der Erstellung dieser Dissertation und die Überlassung des interessanten

Themas.

Sehr herzlich bedanke ich mich bei Herrn OA Dr. med. Matthias Blanke für

die stets sehr hilfsbereite, gute und kompetente Betreuung während der

Datenerhebung, Auswertung und Verfassung der Arbeit.

Mein Dank gilt auch den Mitarbeitern der Universitätsklinik Chirurgie

Erlangen, die mir bei dieser Studie behilflich waren.

51

Lebenslauf

Name Milan Straka

Geburtsdatum / -ort 07.05.1977, Trstena

Nationalität deutsch

Eltern Dr. med. Stanislav Straka

Dr. med. Veronika Straka, geb. Kollarova

Geschwister Peter und Katharina Straka

Familienstand ledig

Schulbildung 1984 - 1987

Grundschule, Deggendorf

1987 -1997

Comenius-Gymnasium, Deggendorf

Zivildienst 1997 - 1998

Schulabschluss Abitur

Hochschulstudium 1998 - 2006 Studium der Zahnmedizin an der

Universität Erlangen- Nürnberg

Hochschulabschluss 2006 Approbation Zahnmedizin

Promotion 2004 - 2011

Dissertation in der Chirurgischen Klinik der

Universität Erlangen-Nürnberg

Thema:

„Sinterungsverhalten der Modularen

Revisionsschaftprothese – Eine retrospektive

Studie“

Arbeit seit 2006 Zahnarzt in Privatpraxis

sinterungsverhalten der modularen revisionsschaftprothese · aus der chirurgischen klinik mit...

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