The reaction to nailing or cementing of the femur in rats

Summary. Bone reaction to cement and to a cementless stem was studied in the rat femur with histological fluorescence and microangiographic techniques. Periosteal and endosteal apposition, and consequent remodelling, appeared as a reaction to reaming rather than caused by cement or a cementless stem. Every change in bone began with proliferation, progression and orientation of the vessels. Endosteal apposition was absent in cemented femurs because the entire medulla was occupied by the acrylic cement, but remodelling of the subendosteal cortex followed medullary revascularisation which was far advanced after 90 days. In cementless stems, endosteal apposition of primary woven bone and remodelling was the basis for bony ingrowth and anchorage through bony bridges. Our results suggest that the pattern of blood supply is relevant to the structural organisation of mature lamellar bone around the implant. Cemented stems have maximum anchorage and stability as soon as they are inserted, but this decreases with time as revascularisation occurs. Cementless stems can reach maximum integration later after insertion, and revascularisation is less critical because they usually do not fill the canal completely.

Résumé. A l’aide des techniques histologiques microangiographiques et à fluorescence, la réaction osseuse lors de l’introduction endomédullaire dans le fémur d’un rat de ciment acrylique et de tiges non cimentèes a étéétudiée. La réaction osseuse du périoste interne et externe et la reproduction osseuse ou le remodelage osseux paraissent être des phénomènes dûs au procedé de fraisage du canal médullaire plutot qu’à la réaction spécifique de la cimentation ou à l’introduction d’une tigue non cimentée. Tout changement de l’os, aussi bien en apposition qu’en remodelage implique une prolifération, une progression et une nouvelle orientation des vaisseaux. L’apposition du périoste interne n’apparait pas pour les fémurs cimentés et on observe un remodelage de l’endoste dû au phénomène de revascularisation médullaire; ce phénomène est trés evident aprés 90 jours. Pour les tiges non cimentées, par contre, l’apposition du perioste interne de la matrice osseuse primaire et le successif remodelage permettent la repousse osseuse sur la surface de l’implant, en le soudant à l’aide de ponts osseux à la superficie du périoste interne. Nous pouvons donc dire que d’aprés nos études, les tiges cimentées garantissent un ancrage optimal dés son application mais il est évident qu’au cours du temps, à cause du phénomène de revascularisation l’ancrage diminue. Les tiges non cimentées atteignent le maximum d’ancrage longtemps aprés l’implantation et le procedé de revascularisation est beaucoup moins critique vu que l’implant, habituellement ne remplit pas complétement le canal médullaire.