Surface pretreatment of endoprostheses by silica/silane to optimise the hydrolytic stability between bone cement and metal

Abstract

Using the silica/silane interlayer system for cemented femur and tibia components, hydrolytic debonding in the metal-to-bone cement interface with following cement mantle failure can be reduced. This could help increase the long-term stability of the metal-to-bone cement compound, with decreased aseptic loosening.

Titan – ein zementierbarer Werkstoff für die Endoprothetik

“…A statistically very significant reduction in crevice and crack formation in the interface between metal and PMMA and in the cement mantle in femoral hip stems as well as tibial plateau components has been demonstrated in in vitro trials [32,36,37]. ▶ Fig.…”

“…It is interesting that in an aqueous solution, hydrolytic stress alone without any mechanical stress leads to increased debonding in an in vitro model [32]. This suggests that the insufficient hydrolysis resistance in the implant-cement interface is problematic, regardless of mechanical stress and deformation of the implant component.…”

“…So konnte eine statistisch hochsignifikante Reduktion von Spalt-und Rissbildung in der Grenzschicht zwischen Metall und PMMA sowie im Zementmantel bei femoralen Hüftschäften wie auch tibialen Plateaukomponenten im In-vitro-Versuch nachgewiesen werden [32,36,37]. In ▶ Abb.…”

“…Interessant ist, dass bereits die hydrolytische Belastung in wässriger Lösung unter Ausschluss einer mechanischen Beanspruchung im In-vitro-Modell zu einem vermehrten Debonding führt [32]. Dies lässt darauf schließen, dass die unzureichende Hydrolysebeständigkeit im Implantat-Zement-Interface unabhängig von mechanischer Belastung und Deformierung der Implantatkomponente problematisch ist.…”

“…Für die werkstoffseitige und biomechanische Evaluation der Silikat-Silan-Beschichtung existieren mehrere In-vitro-Studien [32,35,36,37,38,39,40,41].…”