総肘の検索で定量的な超高分子量ポリエチレンの摩耗

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J Shoulder Elbow Surg.2020 Jun;S1058-2746(20)30286-X. doi: 10.1016/j.jse.2020.03.026.Epub 2020-06-09.

総肘の検索で定量的な超高分子量ポリエチレンの摩耗

Quantitative ultrahigh-molecular-weight polyethylene wear in total elbow retrievals.

Judd S Day
Daniel W MacDonald
Matthew L Ramsey
Joseph A Abboud
Steven M Kurtz

PMID: 32666923 DOI: 10.1016/j.jse.2020.03.026.

抄録

背景:

この研究の目的は、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）の摩耗と取得された総肘関節形成術コンポーネントからの損傷を評価し、invitro生成摩耗とinvivo摩耗を比較することでした。

BACKGROUND: The purpose of this study was to evaluate ultrahigh-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) wear and damage from retrieved total elbow arthroplasty components and compare in vivo wear with wear produced in vitro.

方法:

再置換手術の際に、説明された肘の全成分を採取した。UHMWPE損傷は目視で特徴づけられたが、浸透と摩耗はマイクロコンピュータ断層撮影とガスピクノメトリーを用いて定量化された。体積摩耗率を過去の股関節データと比較し、摩耗データを報告されているインビトロ摩耗試験データと比較した。

METHODS: Explanted total elbow components were collected at revision surgery. UHMWPE damage was characterized visually, whereas penetration and wear were quantified using micro-computed tomography and gas pycnometry. Volumetric wear rates were compared with historical hip data, and wear data were compared with reported in vitro wear test data.

結果:

上腕骨ブッシングの損傷は、主に研磨、傷、および尺骨コンポーネントとの接触領域の関節面での孔食の形で発生しました。尺骨ブッシングの摩耗は、軸ピンとの接触点でコンポーネントの端に集中していた。孔食と埋め込み破片は、研磨と層間剥離に加えて、支配的な損傷モードであった。裏面の摩耗は無視できる程度であった。側面、内側、および尺骨ブッシュの中央値の線形貫通率は、それぞれ0.14 mm/年（範囲、0.01～0.78 mm/年）、0.12 mm/年（範囲、0.03～0.55 mm/年）、および0.11 mm/年（範囲、0.01～0.69 mm/年）であった。側方ブッシュ、内側ブッシュおよび尺骨ブッシュの体積摩耗率は、それぞれ5.5mm/yr（範囲、0.7〜37.2mm/yr）、5.9mm/yr（範囲、0.6〜25.5mm/yr）、および5.5mm/yr（範囲、1.2〜51.2mm/yr）であった。

RESULTS: Humeral bushing damage primarily occurred in the form of burnishing, scratching, and pitting at the articular face in the region of contact with the ulnar component. Wear of the ulnar bushings was concentrated on the edge of the component at the point of contact with the axis pin. Pitting and embedded debris were dominant damage modes, in addition to burnishing and delamination. Backside wear was negligible. The median linear penetration rates of the lateral, medial, and ulnar bushings were 0.14 mm/yr (range, 0.01-0.78 mm/yr), 0.12 mm/yr (range, 0.03-0.55 mm/yr), and 0.11 mm/yr (range, 0.01-0.69 mm/yr), respectively. The volumetric wear rates of the lateral, medial, and ulnar bushings were 5.5 mm/yr (range, 0.7-37.2 mm/yr), 5.9 mm/yr (range, 0.6-25.5 mm/yr), and 5.5 mm/yr (range, 1.2-51.2 mm/yr), respectively.

結論:

観察された摩耗率は、従来のUHMWPEベアリングを使用した機能性の高い股関節全置換術患者で報告されたものに類似していた。我々は、報告されているインビトロ試験に限界があり、その結果、我々の検索データとは一致しない摩耗が生じていることを発見した。我々は、肘の摩耗シミュレーションのための適切な負荷プロトコルを提供するために、インビトロシミュレーションを臨床的に検証するために、さらなる調査を推奨する。

CONCLUSIONS: The observed wear rates were similar to those reported in well-functioning total hip replacement patients with conventional UHMWPE bearings. We found limitations in reported in vitro testing resulting in wear that was not consistent with our retrieval data. We recommend further investigation to clinically validate in vitro simulation to provide appropriate loading protocols for elbow wear simulation.