Einfluß verschiedener Rehydratationszeiten auf die Stabilität und den Wassergehalt von Knochentransplantaten nach Gefriertrocknung, Gammasterilisation und Fettextraktion

Zusammenfassung

Verschiedene Untersuchungen weisen auf die Notwendigkeit der Rehydratation von lyophilisiertem Knochen vor der Implantation hin. Ziel der vorliegenden Studie war es festzustellen, ob sich die Stabilität von lyophilisierter und gammasterilisierter Corticalis humaner Femora in Abhängigkeit verschiedener Rehydratationszeiten ändert, ob ein Unterschied bei der Wasseraufnahme von lyophilisierten und gammasterilisierten Hüftköpfen in Abhängigkeit von der Zeit besteht und ob eine Fettextraktion eine Veränderung der Wasseraufnahme von lyophilisierten und gammasterilisierten Hüftköpfen bewirkt. Die Biegefestigkeit von sterilisiertem und lyophilisiertem humanem cortikalem Knochen nach verschiedenen Rehydratationszeiten (0,5, 1, 2, 4, 8 h) zeigte keinen signifikanten Unterschied. Der Gewichtsverlust von humanen Hüftköpfen durch die Lyophilisaten betrug 7,6%-41%. Die Fettextraktion zeigte einen sehr hohen Fettanteil im Hüftkopf. Das Gewicht wurde nach Lyophilisation um weitere 38,7% verringert. Es ergab sich somit ein Gesamtgewichtsverlust von 56,9%. Es zeigte sich weiterhin ein deutlicher Einfluß des intraossären Fettgehaltes auf die Rehydratation. Während die Hüftköpfe nach Gefriertrocknung lediglich einen maximalen Gewichtszuwachs von 18,1% nach 8 Stunden Rehydratationszeit aufzuweisen hatten, so ergab der Gewichtszuwachs nach Fettextraxtion schon nach œ Stunde Rehydratation einen Wert von 43%, nach 1 Stunde 36,4%. nach 2 Stunden 57,6%, nach 4 Stunden 60% und nach 8 Stunden sogar 92,7%.

Klinische Relevanz: Aufgrund der vorliegenden Untersuchung ist davon auszugehen, daß bei einer Rehydratationszeit von 0,5 Stunden keine Nachteile gegenüber längeren Rehydratationszeiten in Bezug auf die Biegestabilität entstehen. So muß intraoperativ keine längere Wartezeit zur Rehydratation der Knochentransplantate eingerechnet werden. Dieses ist im Hinblick auf die Gefahr einer sekundären Kontamination während der Rehydratation günstig. Die Rehydratation nach Fettextraktion an gefriergetrocknetem und bestrahltem Knochen zeigt eine größere Wasseraufnahme. Ob sich eine Fettextraktion auf die Stabilität von Knochentransplantaten auswirkt, muß in weiteren Versuchen überprüft werden.

Abstract

Several studies demonstrated the necessity of rehydration of lyophilized bone allografts prior to implantation. The purpose of the presented study was to evaluate the influence of different rehydration periods on the stability of human cortical lyophilized and gamma-irradiated allografts, the capability of lyophilized bone for rehydration, as well as the effects of lipid extraction on rehydration. Breaking strength of lyophilized irradiated cortical bone after different rehydration periods (0.5, 1, 2, 4, 8 hours) showed no significant difference. Weight reduction after lyophilization of human femoral heads was between 7.6% and 41%. Further weight reduetion occurred after lipid extraction (38.7%). Total weight loss was 56.9%. There was a significant influence of intraosseous lipid content on the rehydration capability. After lyophilization alone the rehydration weight after 8 hours was only 18.1%, whereas after lipid extraction the weight increase was 43% after 0.5 hours, 36.4% after 1 hour, 57.6% after 2 hours, 60% after 4 hours, and 92.7% after 8 hours.

Clinical relevance: Based on the presented data rehydration time of 0.5 hours seems to have no disadvantage compared to longer time periods concerning breaking strength. Therefore a longer intraoperative time period seems not to be necessary. This is of advantage for a possible secondary contamination while the allograft is rehydrated. Rehydration after lipid extraction is more effective than rehydration after lyophilization alone. However, the question whether lipid extraction alter bone stability has to be proved in further studies.