The progress of early phase bone healing using porous granules produced from calcium phosphate cement

<p>Abstract</p> <p>Objective</p> <p>Bone grafting is a vital component in many surgical procedures to facilitate the repair of bone defects or fusions. Autologous bone has been the gold standard to date in spite of associated donor-site morbidity and the limited amount of available donor bone. The aim of this study was to investigate the progress of bone regeneration and material degradation of calcium phosphate granules (CPG) produced from a calcium phosphate self-setting cement powder compared to the use of autologous bone grafting in the treatment of "critical size defects" on load-bearing long bones of minipigs.</p> <p>Methods</p> <p>A critical size defect in the tibial metaphysis of 16 mini-pigs was filled either with autologous cancellous graft or with micro- and macroporous carbonated, apatic calcium phosphate granules (CPG) produced from a calcium phosphate self-setting cement powder. After 6 weeks, the specimens were assessed by X-ray and histological evaluation. The amount of new bone formation was analysed histomorphometrically.</p> <p>Results</p> <p>The semi-quantitative analysis of the radiological results showed a complete osseous bridging of the defect in three cases for the autograft group. In the same group five animals showed a beginning, but still incomplete bridging of the defect, whereas in the CPG group just two animals developed this. All other animals of the CPG group showed only a still discontinuous new bone formation. Altogether, radiologically a better osseous bridging was observed in the autograft group compared to the CPG group.</p> <p>Histomorphometrical analysis after six weeks of healing revealed that the area of new bone was significantly greater in the autograft group concerning the central area of the defect zone (p < 0.001) as well as the cortical defect zone (p < 0.002). All defects showed new bone formation, but only in the autograft group defects regenerated entirely</p> <p>Conclusions</p> <p>Within the limits of the present study it could be demonstrated that autologous cancellous grafts lead to a significantly better bone regeneration compared to the application of calcium phosphate granules (CPG) produced from a calcium phosphate self-setting cement powder after 6 weeks. In the early phase of bone-healing, the sole application of CPG appears to be inferior to the autologous cancellous grafts in an <it>in vivo </it>critical size defect on load-bearing long bones of mini-pigs.</p

In-vitro-Untersuchung unterschiedlicher PMMA-Knochenzemente - ein erster Vergleich neuer Materialien für die Endoprothetik

Studienziel: Klinisch bewährte (Refobacin® Palacos® R und Palacos® R + G) und klinisch noch unerprobte (Refobacin® Bone Cement R und SmartSet® GHV) PMMA-Knochenzemente wurden in vitro auf praxisrelevante Unterschiede getestet. Methode: Hierzu wurden chemische Analysen, Verarbeitungstests und Prüfungen nach der für PMMA-Knochenzemente gültigen ISO-Norm durchgeführt. Ergebnisse: Die ermittelten Ergebnisse zeigen deutliche Hinweise auf die Verwendung unterschiedlicher Copolymere bei Refobacin® Bone Cement R und SmartSet® GHV gegenüber den Palacos®-Zementen. Außerdem zeigten sich signifikant unterschiedliche Viskositätsverläufe und Anteigzeiten (p < 0,01 für Palacos®-Zemente gegenüber Refobacin® Bone Cement R) als Ausdruck eines unterschiedlichen Verarbeitungsverhaltens. Auch die Aushärtezeiten unter ISO-5833-Bedingungen unterschieden sich signifikant (p < 0,01 und p < 0,05 für Palacos®-Zemente gegenüber Refobacin® Bone Cement R, p < 0,01 für Refobacin® Bone Cement R gegenüber SmartSet® GHV). Schlussfolgerung: Angesichts dieser unterschiedlichen Materialcharakteristika können die klinischen Daten aus der Langzeitanwendung der als Standard in der Endoprothetik geltenden Knochenzemente Refobacin® Palacos® R und Palacos® R + G nicht auf die neu entwickelten PMMA-Zemente Refobacin® Bone Cement R und SmartSet® GHV übertragen werden. Vor einer breiten klinischen Anwendung der letzteren Zemente sind zunächst prospektive klinische Studien unter Verwendung der RSA bzw. DEXA-Techniken und in einem zweiten Schritt statistisch aussagekräftige, prospektiv vergleichende Multizenterstudien erforderlich. Bis zum Vorliegen dieser Daten sollten Patienten bei der Anwendung von Refobacin® Bone Cement R und SmartSet® GHV in jedem Fall über die vom Standard der zementierten Endoprothetik in den skandinavischen Prothesenregistern abweichende Materialanwendung mit letztlich unvorhersagbaren Langzeitfolgen aufgeklärt werden um spätere Regressforderungen durch mangelnde Aufklärung zu vermeiden