Παράγοντες που επηρεάζουν τη φθορά του πολυαιθυλενίου της κοτυλιαίας πρόθεσης στις ολικές αρθροπλαστικές του ισχίου

Abstract

Polyethylene wear in vivo is a multifactorial process influenced by many variables. This could explain the large variations in polyethylene wear rates among patients with total hip arthroplasty (THA).In this prospective study, we analyzed data from 200 THA performed between 1990 and 1998 in order to determine the influence of patient, surgical technique and implant related factors on the polyethylene wear rate. In addition, we assessed the effect of the increased polyethylene wear rate on revision rate, aseptic loosening and periprosthetic osteolysis and we evaluated variations in polyethylene wear rates during time.The polyethylene wear rate was significantly greater in younger, non-obese patients, with increased activity level and with avascular necrosis of the femoral head. Vertical and lateral placement of the acetabular component, partial bony coverage of the cemented all polyethylene acetabular component, valgus placement of the femoral component, proximal reattachment of the greater trochanter and proximal migration of wire fragments, produced after breakage of the wires used for the reattachment of the greater trochanter, were statistically significantly related to increased polyethylene wear rate. The Trendelenburg sing preoperatively and postoperatively, the change of leg length over 2cm and the postoperative dislocation led to a statistically significant increase in polyethylene wear rate. Cementless metal-back acetabular component, conventional polyethylene sterilized with ethylene oxide and modular femoral component were also associated with statistically significantly higher polyethylene wear rate. Multiple linear regression analysis revealed that polyethylene wear rate was significantly correlated only with patient’s activity level, lateral positioning of the acetabular component and valgus placement of the femoral component and that those factors accounted for 53.3% of the variance in polyethylene wear rates. Multiple logistical regression analysis showed that increased polyethylene wear rate significantly affected acetabular or/and femoral component revision rate, aseptic loosening of acetabular or/and femoral component, periacetabular linear and expansile osteolysis, expansile osteolysis around femoral component as well as linear or/and expansile osteolysis in Gruen VII zone of the femoral component. Repeated measures ANOVA (RMANOVA) analysis showed statistically significant difference of polyethylene wear rate at 5 years from the initial operation, at 10 years and at the latest follow-up, after 10 years. In addition, it revealed statistically significant differences in variation of the polyethylene wear rate during time between cemented all polyethylene and cementless metal backed acetabular components and between conventional polyethylene sterilized with gamma irradiation on air and conventional polyethylene sterilized with ethylene oxide.The above factors influencing polyethylene wear rate in vivo should be taken into account for the avoidance of technical mistakes during surgery, the selection of the optimum prosthesis for each patient and the determination of patients in danger for increase polyethylene wear rate who need frequent examination in order to prevent extensive osteolysis which will make the revision surgery more complicated. Although cross linked polyethylene and hard on hard bearings reduced wear in THA, the wear in a complex biological – mechanical system such as THA could not be eliminated and many of the above factors were expected to influence it in those new bearings surfaces as well.

Η φθορά του πολυαιθυλενίου in vivo είναι μια πολυπαραγοντική διεργασία που επηρεάζεται από πολλές μεταβλητές. Αυτό μπορεί να εξηγήσει τη μεγάλη απόκλιση του ρυθμού φθοράς του πολυαιθυλενίου στους ασθενείς με ολική αρθροπλαστική του ισχίου (ΟΑΙ).Σε αυτή την προοπτική μελέτη, αναλύσαμε δεδομένα 200 ΟΑΙ, που πραγματοποιήθηκαν μεταξύ 1990 και 1998, προκειμένου να καθορίσομε την επίδραση παραγόντων που σχετίζονται με τον ασθενή, τη χειρουργική τεχνική και την πρόθεση στο ρυθμό φθοράς του πολυαιθυλενίου. Επιπρόσθετα, διερευνήσαμε την επίπτωση του αυξημένου ρυθμού φθοράς του πολυαιθυλενίου στην αναθεώρηση της πρόθεσης, στην άσηπτη χαλάρωση και στην περιπροθετική οστεόλυση καθώς και τη μεταβολή του ρυθμού φθοράς του πολυαιθυλενίου στο χρόνο.Ο ρυθμός φθοράς του πολυαιθυλενίου ήταν στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερος σε ασθενείς μικρής ηλικίας, με φυσιολογικό βάρος, αυξημένη δραστηριότητα και άσηπτη νέκρωση της μηριαίας κεφαλής. Η κάθετη και προς τα έξω τοποθέτηση της κοτυλιαίας πρόθεσης, η μερική οστική κάλυψη της κοτυλιαίας πρόθεσης από πολυαιθυλένιο που στερεώθηκε με τσιμέντο, η βλαισή τοποθέτηση της μηριαίας πρόθεσης, η επανακαθήλωση του μείζονα τροχαντήρα κεντρικότερα της αρχικής του θέσης και η προς τα άνω μετανάστευση των θραυσμάτων των μεταλλικών συρμάτων που χρησιμοποιήθηκαν για την επανακαθήλωση του μείζονα τροχαντήρα σχετίζονταν με την εμφάνιση στατιστικά σημαντικά αυξημένου ρυθμού φθοράς του πολυαιθυλενίου. Η παρουσία σημείου Trendelenburg προεγχειρητικά και μετεγχειρητικά, η μεταβολή του μήκους του σκέλους άνω των 2cm και το μετεγχειρητικό εξάρθρημα οδήγησαν σε στατιστικά σημαντικά αυξημένο ρυθμό φθοράς του πολυαιθυλενίου. Η κοτυλιαία πρόθεση με μεταλλική βάση που στερεώνεται με ενσφήνωση, το συμβατικό πολυαιθυλένιο που αποστειρώνεται με οξείδιο του αιθυλενίου και η συναρμολογούμενη μηριαία πρόθεση συσχετίζονταν με στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερο ρυθμό φθοράς του πολυαιθυλενίου. Η ανάλυση πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης έδειξε ότι ο ρυθμός φθοράς του πολυαιθυλενίου συσχετιζόταν στατιστικά σημαντικά μόνο με τη δραστηριότητα του ασθενή, την προς τα έξω τοποθέτηση της κοτυλιαίας πρόθεσης και το βλαισό προσανατολισμό της μηριαίας πρόθεσης και ότι οι παράγοντες αυτοί ευθύνονται για το 53,3% της διακύμανσης του ρυθμού φθοράς του πολυαιθυλενίου. Η ανάλυση λογαριθμιστικής παλινδρόμησης έδειξε ότι η αύξηση του ρυθμού φθοράς του πολυαιθυλενίου επηρέασε στατιστικά σημαντικά την αναθεώρηση της κοτυλιαίας ή/και της μηριαίας πρόθεσης, την άσηπτη χαλάρωση της κοτυλιαίας ή/και της μηριαίας πρόθεσης, τη γραμμική ή/και εστιακή περικοτυλιαία οστεόλυση, την εστιακή οστεόλυση γύρω από τη μηριαία πρόθεση και τη γραμμική ή/και εστιακή οστεόλυση στη ζώνη VII κατά Gruen της μηριαίας πρόθεσης. H ανάλυση διακύμανσης για επαναλαμβανόμενες μετρήσεις (RMANOVA) έδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές στο ρυθμό φθοράς του πολυαιθυλενίου στα 5 έτη από την επέμβαση, στα 10 έτη και κατά την τελευταία επανεξέταση μετά τα δέκα έτη. Επιπρόσθετα έδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές στη μεταβολή του ρυθμού φθοράς του πολυαιθυλενίου σε σχέση με το χρόνο μεταξύ κοτυλιαίων προθέσεων από πολυαιθυλένιο και αυτών με μεταλλική βάση και μεταξύ κοτυλιαίων προθέσεων με πολυαιθυλένιο που αποστειρώθηκε με γ ακτινοβολία στον αέρα και αυτών με πολυαιθυλένιο που αποστειρώθηκε με οξείδιο του αιθυλενίου.Οι παραπάνω παράγοντες που επηρεάζουν το ρυθμό φθοράς του πολυαιθυλενίου in vivo πρέπει να λαμβάνονται υπόψη προκειμένου να αποφεύγονται τεχνικά λάθη κατά τη διενέργεια της επέμβασης, για τη σωστή επιλογή της πρόθεσης που ανταποκρίνεται καλύτερα σε κάθε ασθενή και για την επιλογή των ασθενών που χρειάζονται συχνότερη παρακολούθηση προς αποφυγή περιπτώσεων με εκτεταμένες οστεολύσεις που απαιτούν πολύπλοκες τεχνικές αναθεώρησης. Παρότι, το πολυαιθυλένιο με αυξημένους διασταυρούμενους δεσμούς και η χρήση των σκληρών φορτιζόμενων επιφανειών περιόρισαν τη φθορά στην ΟΑΙ, εντούτοις η φθορά σε ένα σύνθετο βιολογικό - μηχανικό σύστημα, όπως η ΟΑΙ, δεν μπορεί να εξαλειφθεί και πολλοί από τους παραπάνω παράγοντες αναμένεται να την επηρεάσουν επίσης και σε αυτές τις νέες φορτιζόμενες επιφάνειες.