Summary
We have used hydroxyapatite ceramic as a bone substitute for grafting in extensive bone replacement. Hydroxyapatite is composed of calcium phosphate and is incorporated into bone as a physiological mineral. It is not antigenic, carcinogenic or osteogenic. The material used in this study differs from other hydroxyapatite ceramics in that it is an interconnected porous system. Between 1981 and 1986 we used this material on forty five occasions in 44 patients. It was combined with autologous cancellous bone graft in 38 cases and used alone in a further seven. It was usually employed to fill defects after removal of bone cysts and for long fusions in patients with scoliosis. It was also used to fill bone defects after trauma, for non-union in the lumbosacral area, for anterior vertebral fusions, in limb sparing operations for malignant bone tumours, and in exchange operations after failed joint endoprostheses. We have not seen incompatibility or rejection of the implanted material. The rate of post-operative infection was higher than usual due to the selection of patients, but did not appear to be connected with the use of hydroxyapatite ceramic. We were able to review 36 patients up to sixty months after operation. The results are encouraging with no difference in progress compared with patients in whom simple autologous bone grafts had been used.
Résumé
Présentation des possibilités d'utilisation d'une céramique synthétique à base d'hydroxyapatite pour remplacement osseux en orthopédie. Ce matériau est une céramique de phosphate de calcium inactive sur le plan antigènique, ni cancérigène, ni ostéogène, qui, en raison de ses propriétés biodynamiques est intégrée à l'os de façon physiologique. Elle diffère des autres céramiques poreuses à base d'hydroxyapatite par son système poreux interconnecté. Cette céramique a été implantée dans notre clinique 45 fois sur 44 malades, entre 1981 et 1986. Dans 38 cas l'implantation a été effectuée en combinaison avec une greffe osseuse autologue, dans 7 cas le matériau a été utilisé seul. Les indications principales ont été les pertes de substance osseuse après résection de kystes bénins et les arthrodèses étendues pour scoliose. Le matériau a été aussi utilisé pour des défects osseux traumatiques, des pseudarthroses lombo-sacrées, des arthrodèses vertébrales antérieures, des résections avec conservation des extrémités lors de tumeurs malignes, des changements de prothèses ainsi que pour combler des pertes de substance après prise de greffe. On n'a dans aucun cas remarqué d'incompatibilité ou de rejet de la céramique implantée. Le pourcentage d'infection post-opératoire a été de 8,9% (4 cas), sans corrélation apparente avec l'utilisation de cette céramique. L'examen de 36 malades après implantation de céramique à l'hydroxyapatite avec un recul atteignant 60 mois, a montré des résultats tout à fait satisfaisants. Il ne semble pas y avoir de différence avec les patients chez qui on a utilisé des greffes autologues simples.
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References
Bösch P (1981) Die Fibrinspongiosaplastik. Experimentelle Untersuchungen und klinische Erfahrung. Klin Wochenschr 93 (Beil)
Brown KLB, Cruess RL (1982) Bone and cartilage transplantation in orthopaedic surgery. A review. J Bone Jt Surg [Am] 64: 270–279
Brückmann H, Posnecker KU, Schröder U, Vogel W, Osborn JF (1983) PTSM: Proton transmission scanning microprobe. Eine neue Methode zur Untersuchung der Hartgewebsdynamik nach Implantation von Hydroxylapatitkeramik. In: Pfeiffer G, Schwenzer N (Hrsg) Fortschritt Kiefer- und Gesichts-Chirurgie, Bd 28, Thieme, Stuttgart, pp 45–47
Chaqlassian JH, Riseborough EJ, Hall JE (1976) Neurofibromatous scoliosis: natural history and results of treatment in Thirty-seven cases. J Bone Jt Surg [Am] 58: 695–702
Heise U, Gruber H, Krukenberg P (1981) Problematik der Pseudarthrosen nach Wirbelsäulen-Operationen. 68. Tagung der DGOT; Heidelberg, 7.–10. Okt. 1981
Hsu LCS, Lee PC, Leong JCY (1984) Dystrophic spinal deformities in neurofibromatosis. Treatment by anterior and posterior fusion. J Bone Jt Surg [Br] 66: 495–499
Kreicbergs A, Lömqvist PA, Nilsson B (1985) Curettage of Benign Lesions of Bone. Factors related to Recurrence. Int Orthop (SICOT) 8: 287–294
Lexer E (1924) Freie Transplantationen. Neue Dtsch Chir II, 26b: 1–201
Matti H (1932) Über freie Überpflanzung von Knochenspongiosa. Langenb Arch Chir 168: 236
Matti H (1936) Technik und Resultate meiner Pseudarthrosenoperationen. Zbl Chir 63: 1442–1451
Nade S, Armstrong L, McCartney ER, Baggalay B (1983) Osteogenesis after bone and bone marrow transplantation: the ability of ceramic materials to sustain osteogenesis from transplanted bone marrow cells. Clin Orthop 181: 217–225
Osborn JF, Weiss T (1978) Hydroxylapatitkeramik — ein knochenähnlicher Biowerkstoff. Schweiz Monatsschr Zahnheilk 88: 118–124
Osborn JF (1979) Biowerkstoffe und ihre Anwendung bei Implantaten. Schweiz Monatsschr Zahnheilk 89: 1138–1139
Osborn JF, Kovacs E, Kallenberger A (1980) Hydroxylapatitkeramik — Entwicklung eines neuen Biowerkstoffes und erste tierexperimentelle Ergebnisse. Dtsch zahnärztl Z 35: 54–56
Osborn JF, Newesely H (1982) Bonding osteogenesis induced by calcium phosphate ceramic implants. In: Winter GD, Gibbons DF, Plenk H (eds) Biomaterials 1980. Wiley, New York, pp 51–58
Osborn JF, Newesely H (1980) Dynamic aspects of the implant-bone-interface. In: Heimke G (ed) Dental implants. Carl Hanser, München pp 111–123
Osborn JF (1983) Hydroxylapatitkeramik — ein osteotroper Werkstoff für den Knochenersatz. In: Pfeiffer G, Schwenzer N (Hrsg) Fortschritte Kiefer- und Gesichts-Chirurgie, Bd 28. Thieme, Stuttgart, pp 37–40
Osborn JF (1985) Implantatwerkstoff Hydroxylapatitkeramik — Grundlagen und klinische Anwendung. Quintessenz Verlag, Berlin
Schweiberer L (1970) Experimentelle Untersuchungen von Knochentransplantaten mit unveränderter und mit denaturierter Knochengrundsubstanz. Habilitationsschrift Homburg/Saar, Hefte Unfallheilk 103
Schweiberer L, Brenneisen R, Dambe LT, Eitel F, Zwank L (1981) Derzeitiger Stand der auto-, hetero- und homoplastischen Knochentransplantation. In: Cotta H, Martini AK (Hrsg) Implantate und Transplantate in der Plastischen und Wiederherstellungschirurgie. Springer, Berlin Heidelberg New York
Wagner W (1986) Histologie der Gewebereaktion auf die Implantation verschiedener handelsüblicher Calciumphosphatkeramiken. 3. Jahreskongreß Ges Orale Implantologie, Würzburg, Nov 1986
Waisbrod H, Gerbershagen HU (1986) A pilot study of the value of ceramics for bone replacement. Arch Orthop Trauma Surg 105: 298–301
Winter RB, Moe JH, Bradford DS, Lonstein JE, Pedras CV, Weber AH (1979) Spine deformity in neurofibromatosis: a review of une hundred and two patients. J Bone Jt Surg [Am] 61: 677–694
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Heise, U., Osborn, J.F. & Duwe, F. Hydroxyapatite ceramic as a bone substitute. International Orthopaedics 14, 329–338 (1990). https://doi.org/10.1007/BF00178768
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF00178768