En randomisert RSA-studie som sammenligner HXLPE med konvensjonell polyetylen ved sementert total hofteprotese

Bakgrunn:

Total hofteprotese er en kostnadseffektiv behandling av en symptomatisk degenerativ hoftesykdom. Sementerte totale hofteproteser er de vanligste implantatene i Sverige (Svensk hofteregister, 2009).

Slitasje av polyetylen med ultrahøy molekylvekt har vært et problem med hensyn til implantatoverlevelse. På tidspunktet for skiftet av årtusenet ble sterkt tverrbundet polyetylen introdusert til markedene. Eksperimentelle studier hadde vist reduksjon av slitasje i hoftesimulatorstudier (McKellop, 1999). Deretter er intensjonen å redusere osteolyse og implantatløsning. Enkeltkirurgpilotstudier i 1970 (Wroblevski et al. 1996, Oonishi 1998, Grobelaar 1999) var den første kliniske serien med gode resultater som førte til utviklingen av 2. generasjons høyt tverrbundne polyetylener som nå er den nesten utelukkende brukte PE over hele verden. Så langt har mellomlang sikt klinisk evaluering og laboratorievurdering vist redusert slitasje og gode mekaniske egenskaper (Digas et al. 2003, 2004, 2007, Röhrl et al. 2005, 2007, D´Antonio et al. 2005)

Produksjon av sterkt tverrbundet polyetylen (HXLPE) består av flere trinn. Først blir PE-materialet tverrbundet ved å bli utsatt for enten gammabestråling med forskjellig intensitet eller elektronstrålebestråling. Det andre trinnet er å fjerne de frie radikalene som dannes under bestrålingen. Dette gjøres enten ved gløding (dvs. varme opp PE til like under smeltetemperaturen) eller smelting (dvs. varme opp PE til over smeltetemperaturen). Til slutt steriliseres implantatet enten ved gammabestråling eller etylenoksid og pakkes i vakuum eller inert atmosfære. Det er noen mulige ulemper og utfordringer i prosessen med tverrbinding av polyetylen med hensyn til å bevare de mekaniske egenskapene og eliminering av frie radikaler (Kurtz) et al. 2006, Currier et al. 2007).

Subsmeltegløding bevarer mekaniske egenskaper, men kan på den annen side ikke eliminere alle frie radikaler som finnes i PE. Gjenvinningsstudier av noen 2. generasjons sterkt tverrbundne polyetylener fremstilt på denne måten har vist tegn på oksidasjon. In-vivo-oksidasjonen har vært lokalisert i det ikke-leddbare området, slik som omkretsen av acetabulærforingen. Det har vært diskutert at lårbenshodet kan beskytte polyetylenet mot oksidasjon, og dermed forhindre mulige negative konsekvenser av gjenværende frie radikaler (Currier et al 2007).

Smelting av polyetylen eliminerer alle frie radikaler, men endrer de mekaniske egenskapene. Dette har ført til PE-sprekker og implantatsvikt i noen kliniske studier (Furmanski et al. 2009), mens det ikke er sett i andre.

Til slutt er slitepartikler av sterkt tverrbundet polyetylen oftere i submikronstørrelse sammenlignet med konvensjonell PE. Selv om disse partiklene har høyere biologisk aktivitet (Fisher et al. 2006), viser imidlertid resultater fra nyere studier at den totale risikoen for osteolyse og aggressivitet av sterkt tverrbundne partikler er redusert (Galvin et al. 2007).

På grunn av forskjeller i produksjonsprosessene for sterkt tverrbindende PE mellom produsenter (dvs. forskjellig GUR brukt, type bestråling, intensitet av bestråling, postirradiativ behandling, type sterilisering og pakking, etc, etc) alle sterkt tverrbundne polyetylener skiller seg noe fra hverandre. Man kan ikke ekstrapolere resultater fra in vitro eller in vivo slitasjestudier fra en produsent til en annen. På grunn av disse produksjonsforskjellene kan også fikseringsegenskapene variere mellom de ulike typene HXLPE. Derfor er det viktig at alle nye sterkt tverrbundne polyetylener blir utsatt for kliniske studier av deres slitasje- og fikseringsytelse ved bruk av metoder med høy nøyaktighet før de brukes mye.

Metoder:

En prospektiv randomisert studie som sammenligner acetabulære komponenter laget av HXLPE eller konvensjonell PE ved total hofteprotese. Studien vil bli utført ved Institutt for ortopedi, Umeå universitet, Umeå, Sverige.

Studiemål Målet med studien er å sammenligne slitasje og migrering av en 2. generasjons polyetylen fra Link med konvensjonell polyetylen i en helpolysementert acetabulær kopp av Lubinus-merket ved bruk av radiostereometrisk analyse (RSA) med 5-års oppfølging .

Hypotese H0-hypotesen er at forskjellen i slitasje mellom HXLPE og konvensjonell PE ikke vil øke inntil 5 års oppfølging.

Materiale Pasienter (50 år og oppover) med primær artrose mellom 2013 og 2014 ved ortopedisk avdeling ved fylkessykehuset (Lycksele) tilknyttet Umeå universitetssykehus, Sverige. Pasientene ble behandlet med en sementert total hofteprotese. Ved operasjonen, etter at acetabulum var ristet opp, ble randomisering utført ved å åpne en fortløpende nummerert forseglet konvolutt som informerte om en kopp laget av HXLPE eller konvensjonell PE skulle settes inn. Konvoluttene ble holdt langt unna operasjonsstuen og ble åpnet av en forskningssykepleier kontaktet på telefon. Randomisering ble stratifisert for kjønn. Innenfor hvert stratum var det blokkrandomisering med 6 permutasjoner i hver blokk.

Pasientene har blitt fulgt i 5 år postoperativt.

Implantater • Acetabular cup Intervensjon: Link-Ticona GUR 1020 HXLPE, 32 mm indre diameter (handelsnavn Lubinus® X-LINKed® )

Kontroll: Link-Chirulene GUR 1020 UHMWPE, 32 mm indre diameter (handelsnavn Lubinus ® UHMWPE)

• Femurstamme Test og kontroll: Lubinus® SP II®, CrCo lårbenshode, 32 mm diameter

Radiostereometrisk analyse (RSA) Radiostereometriske analysemålinger vil bli utført 5 år postoperativt.

Slitasje vil bli målt som penetrasjon av lårbenshodet inn i polyetylenet i proksimal, proksimo-medial (2D pm), proksimo-posterior (2D pp), og proksimo-medial-posterior (3D) retninger. Siden penetrasjonen i løpet av de første 3 månedene representerer polyetylenutbytte eller sengetøy, vil slitasjemålinger rapporteres fra 3 måneder og opp til 5 år postoperativt.

Kvalitet på koppfiksering vil bli målt som rotasjoner av koppen rundt de tre kardinalaksene i forhold til acetabulum med postoperativ undersøkelse som referanse.

RSA-målingene vil bli analysert ved Umeå universitetssykehus. Pasientdata vil bli lagret i en spesifikk forskningsdatabase ved Umeå universitetssykehus etter spesifikke retningslinjer fra den nasjonale datasikkerhetskomiteen.

Etisk godkjenning Studien er godkjent av Etikkkomiteen ved Umeå universitet (Dnr 2011-173-31M, 2018-34-31M).

Prøvestørrelse Med en gjennomsnittlig forskjell i slitasje ved 2 år på 0,1 mm eller mer (SD ± 0,1) mellom gruppene (p< 0,05), vil 25 pasienter i hver gruppe gi en styrke på > 80 %. For å dekke tap under oppfølgingen vil totalt 57 pasienter bli registrert.

Vitenskapelig verdi Alle nye materialer bør overvåkes nøye og introduseres i små studiegrupper ved bruk av en høypresisjons måleteknikk. Mange markeder krever slike tester før aksept for generell bruk gis. Den nye sterkt tverrbundne polyetylenen fra Link-Ticona er ikke ekvivalent med dagens sterkt tverrbundne polyetylener på markedet, og man kan ikke ekstrapolere slitasjeresultater fra disse andre designene.