مجله جراحی استخوان و مفاصل ایران

تکنیک سیمان گذاری در تعویض کامل مفصل زانو(مقاله مروری)

نوع مقاله : مروری

نویسندگان

سینا امینی زاده 1
مهدی بیاتی 1
مهدی صاحبی 2
محمد آیتی فیروزآبادی 1
محمد رضا رزاق اف 1
سید محمد جواد مرتضوی 1

1 بخش جراحی ارتوپدی، مجتمع بیمارستانی امام خمینی (ره)،‌ دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

2 مرکز تحقیقات تعویض مفاصل،‌ دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران،‌ ایران مرکز پژوهش های علمی دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی تهران

https://doi.org/10.22034/ijos.2025.482173.1110
چکیده
چکیده:
تعویض کامل مفصل زانو (Total Knee Arthroplasty or TKA) نوعی جراحی برای درمان بیماران مبتلا به استئوآرتریت پیشرفته زانو می‌باشد. در حال حاضر حدود %۹۵٫۳ آرتروپلاستی‌های زانو با سیمان گذاری انجام می‌شوند. از زمان معرفی سیمان، Polymethylmethacrylate (PMMA) نقش اصلی را به عنوان ماده نگاه‌دارنده در آرتروپلاستی ایفا کرده است. cementless fixation می‌تواند نرخ بقای بهتری را در گروهی از بیماران ایجاد کند اما اعتقاد بر این است که cemented TKA دارای عوارض عفونی کمتری است. بنابراین با روند رو به افزایش TKA، برای جلوگیری از افزایش شکست در TKA اولیه و جلوگیری از تحمیل هزینه، بهبود روش‌های انجام TKA و به ویژه بهبود تکنیک سیمان گذاری در TKA ضروری می‌باشد. این مطالعه مروری روایی (narrative review) با جست‌وجو کردن پایگاه داده الکترونیکی MEDLINE برای مقالات منتشرشده در رابطه با TKA cementing در بازه زمانی 2000 تا 2024 با هدف بررسی مناسب‌ترین تکنیک‌های سیمان گذاری در تعویض مفصل زانو انجام شد. مقالات اخیر عوامل متعددی که بر نتایج گذاشتن سیمان در TKA اثر گذارند از جمله میزان نفوذ سیمان، تکنیک سیمان گذاری و ویسکوزیته سیمان (نوع سیمان) را شناسایی کرده-اند.آماده‌سازی سطوح استخوانی قبل از هر روش سیمان گذاری برای اطمینان از نفوذ کافی سیمان در استخوان ضروری است. برای این منظور باید دبری‌های استخوانی و خون و چربی را از سطوح پاک کرد. سطوح استخوانی باید قبل از سیمان گذاری به‌طور کامل خشک شوند. برای اطمینان از نفوذ کافی سیمان به استخوان، باید سطوح اسکلروتیک تحت دریلینگ قرار بگیرند. دریلینگ استخوان اسکلروتیک علاوه بر افزایش نفوذ سیمان باعث بهبود Pull-out Strength نیز می‌شود. روش سیمان گذاری با شل شدن پروتز مفصل زانو مرتبط است و می‌تواند منجر به شکست زودهنگام یا دیررس عمل تعویض مفصل و در ادامه نیاز به تعویض مفصل مجدد شود. فلذا بهره‌گیری از یک روش دقیق سیمان گذاری در زمان قرار دادن پروتز مفصلی، برای جلوگیری از شل شدن آسپتیک و در نتیجه شکست زودهنگام TKA اساسی است.

کلیدواژه‌ها

آرتروپلاستی کامل زانو
سیمان استخوانی
آرتروز
موضوعات

عنوان مقاله English

Cementing Techniques in Total Knee Arthroplasty(Review Article)

نویسندگان English

sina aminizadeh 1
Mehdi Bayati 1
mahdi sahebi 2
Mohammad Ayati Firoozabadi 1
Mohammadreza Razzaghof 1
SM Javad Mortazavi 1
1 Department of Orthopedic Surgery, Imam Khomeini Hospital Complex, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran.
2 Joint Reconstruction Research Center, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran Students’ Scientific Research Center (SSRC), Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
چکیده English

Abstract
Total Knee Arthroplasty (TKA) is a surgery performed to treat patients with advanced knee osteoarthritis. Currently, about 95.3% of knee arthroplasties are performed using the cemented technique. Since the introduction of Polymethylmethacrylate (PMMA) cement, it has played a primary role in arthroplasty. Cementless fixation may lead to better survival rates in selected patients, while cemented TKA is believed to have lower infection rates. With the increasing number of TKAs, improving cementing techniques is essential to reduce primary TKA failure and avoid revision surgeries. A narrative review was conducted by searching the MEDLINE database from 2000 to 2024 to investigate the most appropriate cementing techniques in knee replacement. Recent studies have identified several factors affecting the results of cement placement in TKA, such as cement penetration depth, cementing technique, and cement viscosity. Preparing the bone surfaces before cementing is essential to ensure adequate cement penetration. Bone surfaces must be thoroughly dried before cementing. For optimal cement penetration, sclerotic surfaces should undergo drilling. Poor cementing technique is associated with loosening of the prosthesis leading to early or late joint replacement failure. Therefore, it is essential to use an accurate cementing method at the time of TKA to avoid aseptic loosening and, early failure of TKA.

کلیدواژه‌ها English

Total knee arthroplasty
Bone cements
Osteoarthritis
1          Van Otten T.J.M, van Loon C.J.M. Early aseptic loosening of the tibial component at the cement-implant interface in total knee arthroplasty: a narrative overview of potentially associated factors. Acta Orthop Belg. 2022;88(1):103-11. DOI: 10.52628/88.1.13.
2          Hampton M, Balachandar V, Charalambous C.P, Sutton P.M. Cementing Techniques In Knee Surgery (CeTIKS): a UK expert consensus study. Bone Jt Open. 2023;4(9):682-8. DOI: 10.1302/2633-1462.49.Bjo-2023-0032.R1.
3          Ben-Shlomo Y, Blom A, Boulton C, Brittain R, Clark E, Dawson-Bowling S, et al. National Joint Registry Annual Reports. The National Joint Registry 19th Annual Report 2022. London: National Joint Registry © National Joint Registry 2022.; 2022. PMID: 36516281 Bookshelf ID: NBK587525.
 
4          Cawley D.T, Kelly N, McGarry J.P, Shannon F.J. Cementing techniques for the tibial component in primary total knee replacement. Bone Joint J. 2013;95-b(3):295-300. DOI: 10.1302/0301-620x.95b3.29586.
5          Prudhon J.L, Verdier R. Cemented or cementless total knee arthroplasty? - Comparative results of 200 cases at a minimum follow-up of 11 years. Sicot j. 2017;3:70. DOI: 10.1051/sicotj/2017046.
6          Arsoy D, Pagnano M.W, Lewallen D.G, Hanssen A.D, Sierra R.J. Aseptic tibial debonding as a cause of early failure in a modern total knee arthroplasty design. Clin Orthop Relat Res. 2013;471(1):94-101. DOI: 10.1007/s11999-012-2467-4.
7          Hofmann A.A, Goldberg T.D, Tanner A.M, Cook T.M. Surface cementation of stemmed tibial components in primary total knee arthroplasty: minimum 5-year follow-up. J Arthroplasty. 2006;21(3):353-7. DOI: 10.1016/j.arth.2005.06.012.
8          Graham J, Ries M, Pruitt L. Effect of bone porosity on the mechanical integrity of the bone-cement interface. The Journal of bone and joint surgery American volume. 2003;85-A:1901-8. DOI: 10.2106/00004623-200310000-00006.
9          Boruah S, Chen A.F, Muratoglu O.K, Varadarajan K.M. Does bone penetration of cement differ by cement type and application time-point? Medical Engineering & Physics. 2022;101:103768. DOI: 10.1016/j.medengphy.2022.103768.
10       Banwart J.C, McQueen D.A, Friis E.A, Graber C.D. Negative pressure intrusion cementing technique for total knee arthroplasty. J Arthroplasty. 2000;15(3):360-7. DOI: 10.1016/s0883-5403(00)90762-9.
11       Janssen D, Mann K.A, Verdonschot N. Micro-mechanical modeling of the cement-bone interface: the effect of friction, morphology and material properties on the micromechanical response. J Biomech. 2008;41(15):3158-63. DOI: 10.1016/j.jbiomech.2008.08.020.
12       Vanlommel J, Luyckx J.P, Labey L, Innocenti B, De Corte R, Bellemans J. Cementing the tibial component in total knee arthroplasty: which technique is the best? J Arthroplasty. 2011;26(3):492-6. DOI: 10.1016/j.arth.2010.01.107.
13       Refsum A.M, Nguyen U.V, Gjertsen J.E, Espehaug B, Fenstad A.M, Lein R.K, et al. Cementing technique for primary knee arthroplasty: a scoping review. Acta Orthop. 2019;90(6):582-9. DOI: 10.1080/17453674.2019.1657333.
14       Ahn J.H, Jeong S.H, Lee S.H. The effect of multiple drilling on a sclerotic proximal tibia during total knee arthroplasty. Int Orthop. 2015;39(6):1077-83. DOI: 10.1007/s00264-014-2551-3..
15       Knappe K, Lunz A, Bülhoff M, Schonhoff M, Renkawitz T, Kretzer J.P, et al. Pulsatile lavage systems and their potential to penetrate soft tissue. Eur J Trauma Emerg Surg. 2023;49(1):327-33. DOI: 10.1007/s00068-022-02067-x.
16       Norton M, Eyres K. Irrigation and suction technique to ensure reliable cement penetration for total knee arthroplasty. The Journal of arthroplasty. 2000;15:468-74. DOI: 10.1054/arth.2000.2965.
17       Stannage K, Shakespeare D, Bulsara M. Suction technique to improve cement penetration under the tibial component in total knee arthroplasty. Knee. 2003;10(1):67-73. DOI: 10.1016/s0968-0160(02)00084-4.
18       Kopec M, Milbrandt J.C, Duellman T, Mangan D, Allan D.G. Effect of hand packing versus cement gun pressurization on cement mantle in total knee arthroplasty. Can J Surg. 2009;52(6):490-4. PMID: 20011185 PMCID: PMC2792414.
19       Bauze A.J, Costi J.J, Stavrou P, Rankin W.A, Hearn T.C, Krishnan J, et al. Cement penetration and stiffness of the cement-bone composite in the proximal tibia in a porcine model. J Orthop Surg (Hong Kong). 2004;12(2):194-8. DOI: 10.1177/230949900401200211.
20       Kopec M, Milbrandt J.C, Kohut N, Kern B, Allan D.G. Effect of bone cement viscosity and set time on mantle area in total knee arthroplasty. Am J Orthop (Belle Mead NJ). 2009;38(10):519-22. PMID: 20011741
21       Dincel Y.M, Sarı A, Çetin M.Ü, Günaydın B, Agca E, Dogan A.H, et al. The Effect of Tranexamic Acid and Tourniquet Use on Tibial Cement Penetration in Primary Total Knee Arthroplasties. Arthroplasty Today. 2020;6(3):422-6. DOI: 10.1016/j.artd.2020.04.010.
22       He S, Scott C, Higham P. Mixing of acrylic bone cement: effect of oxygen on setting properties. Biomaterials. 2003;24(27):5045-8. DOI: 10.1016/s0142-9612(03)00406-x.
23       Niculescu M, Solomon B.L, Viscopoleanu G, Antoniac I.V. Evolution of Cementation Techniques and Bone Cements in Hip Arthroplasty. In: Antoniac IV, editor. Handbook of Bioceramics and Biocomposites. Cham: Springer International Publishing; 2016. p. 859-99. DOI: 10.1007/978-3-319-12460-5_42.
24       Kurata K, Matsushita J, Furuno A, Fujino J, Takamatsu H. Assessment of thermal damage in total knee arthroplasty using an osteocyte injury model. Journal of Orthopaedic Research. 2017;35(12):2799-807. DOI: 10.1002/jor.23600.
25       Sharkey P.F, Hozack W.J, Rothman R.H, Shastri S, Jacoby S.M. Insall Award paper. Why are total knee arthroplasties failing today? Clin Orthop Relat Res. 2002(404):7-13. DOI: 10.1097/00003086-200211000-00003.
26       Cawley D.T, Kelly N, Simpkin A, Shannon F.J, McGarry J.P. Full and surface tibial cementation in total knee arthroplasty: a biomechanical investigation of stress distribution and remodeling in the tibia. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2012;27(4):390-7. DOI: 10.1016/j.clinbiomech.2011.10.011.
27       Wyatt R.W.B, Chang R.N, Royse K.E, Paxton E.W, Namba R.S, Prentice H.A. The Association Between Cement Viscosity and Revision Risk After Primary Total Knee Arthroplasty. J Arthroplasty. 2021;36(6):1987-94. DOI: 10.1016/j.arth.2021.01.052.
28       Klasan A, Rainbird S, Peng Y, Holder C, Parkinson B, Young S.W, et al. No Difference in Revision Rate Between Low Viscosity and High Viscosity Cement Used in Primary Total Knee Arthroplasty. J Arthroplasty. 2022;37(10):2025-34. DOI: 10.1016/j.arth.2022.04.043.
29       Birkeland Ø, Espehaug B, Havelin L.I, Furnes O. Bone cement product and failure in total knee arthroplasty. Acta Orthop. 2017;88(1):75-81. DOI: 10.1080/17453674.2016.1256937.
30       Dinh N.L, Chong A.C, Walden J.K, Adrian S.C, Cusick R.P. Intrusion Characteristics of High Viscosity Bone Cements for the Tibial Component of a Total Knee Arthroplasty Using Negative Pressure Intrusion Cementing Technique. Iowa Orthop J. 2016;36:161-6. Accession Number: 27528854. PMCID: PMC4910809.
31       Scheele C, Pietschmann M.F, Schröder C, Grupp T, Holderied M, Jansson V, et al. Effect of lavage and brush preparation on cement penetration and primary stability in tibial unicompartmental total knee arthroplasty: An experimental cadaver study. Knee. 2017;24(2):402-8. DOI: 10.1016/j.knee.2016.09.015.
32       Schlegel U.J, Siewe J, Delank K.S, Eysel P, Püschel K, Morlock M.M, et al. Pulsed lavage improves fixation strength of cemented tibial components. Int Orthop. 2011;35(8):1165-9. DOI: 10.1016/j.knee.2016.09.015.
33       Norton M.R, Eyres K.S. Irrigation and suction technique to ensure reliable cement penetration for total knee arthroplasty. J Arthroplasty. 2000;15(4):468-74. DOI: 10.1054/arth.2000.2965.
34       van de Groes S.A, de Waal Malefijt M.C, Verdonschot N. Influence of preparation techniques to the strength of the bone-cement interface behind the flange in total knee arthroplasty. Knee. 2013;20(3):186-90. DOI: 10.1016/j.knee.2012.08.002.
35       Ledin H, Aspenberg P, Good L. Tourniquet use in total knee replacement does not improve fixation, but appears to reduce final range of motion. Acta Orthop. 2012;83(5):499-503. DOI: 10.3109/17453674.2012.727078.
36       Ahmed I, Chawla A, Underwood M, Price A.J, Metcalfe A, Hutchinson C.E, et al. Time to reconsider the routine use of tourniquets in total knee arthroplasty surgery. Bone Joint J. 2021;103-b(5):830-9. DOI: 10.1302/0301-620x.103b.Bjj-2020-1926.R1.
 
 
مجله جراحی استخوان و مفاصل ایران
دوره 23، شماره 3
تابستان 1404
صفحه 152-155

صفحه اصلی

ارسال مقاله

تماس با ما