Interface abrasion between rough surface femoral stems and PMMA cement results in extreme wear volumes-A retrieval study and failure analysis

Abstract

During the loosening cascade of cemented rough femoral stems, the destruction of the mantle and the production of cement and metal wear debris occur after the loss of constraint at the interface. Two-dimensional (2D) measurements (light microscopy based morphometry on fragments of mantles and vertical scanning interferometry of femoral stems) permitted mathematical 3D-extrapolations to estimate the wear volumes. Fragments of the cement mantles available lost volumes from 0.85 mm(3) to 494.10 mm(3) (median amount of bone cement wear = 178,426 mg). The harder metal surfaces lost between 1.459 mm(3) and 5.688 mm(3) of material (the median amount of metal wear per surface = 1.504 mg/100 mm(2)). Compared to the loss of material due to the fretting of stems, the abrasion of metal, and cement in defective cement mantles produced wear volumes sufficiently high to induce osteolysis. Though the design of the femoral stem and the handling of bone cement do not represent contemporary design and clinical practice, respectively, an extremely high number of joint replacements still in daily use may be impacted by this study because of possible predicted failures. Once the processes of fragmentation, abrasion, and osteolysis have been realized, the time until revision surgery should not be unduly prolonged.

Freisetzung des Röntgenkontrastmittels Zirkoniumdioxid an der implantatzugewandten Seite von PMMA-Zementköchern - REM-Analyse und -Charakterisierung bei zementierten Hüftendoprothesenschäften vom Typ CF-30

“…1.8.6 Klinische ResultateDer Schaft CF-30 ist inzwischen vollkommen vom Markt verschwunden, weil er nicht nur die in ihn gesetzten Hoffnungen nicht erfüllte, sondern auch schlechte Langzeitergebnisse aufwies(KOVANDA et al 2007). Diese lassen sich auf Besonderheiten der Schaftgeometrie zurückführen(BUCHHORN et al 2014):rechteckiger Querschnitt in ovalärem Knochen: daraus resultiert bei zu tief eingesetzten Schäften ein an den Kanten dünner Zementmantel mit dadurch bedingtem hohem Risiko des Zementbruches an diesen Stellen;sehr kleiner Kantenradius, der zu einer Kräftekonzentration und Spaltwirkung führt.-weit nach distal gezogener Schaftkonus (dünne distale Spitze): dieses Merkmal führt über eine geringe Volumenverdrängung zu einem geringen Staudruck, weshalb nur im proximalen Schaftdrittel ausreichender Druck auf den Zement ausgeübt wird. Somit resultiert in den distalen Anteilen der Zementverankerung eine schlechte Verzahnung mit der Spongiosa bzw.…”