Comparison of temperature increments in bone cavities induced by methylmethacrylate and heated saline solution

Abstract

Objectives: We administered saline solution at 70 °C and methylmethacrylate to varying volumes of bone cavities and compared temperature changes produced in bone regions at varying distances to the cavity wall. Methods: We created varying sizes of cavities in the femoral heads of 20 human cadavers (6, 10, 12, and 20 cm3) and in the knee region of a human cadaver (6, 10, 12, 20, 30, and 40 cm3). Initially, saline solution at 70 °C was administered to all the cavities for 15 minutes by a pulse-irrigation method, during which temperature changes induced within the bone cavity and at specific distances (1 mm, 2 mm, 3 mm, and 10 mm) to the cavity wall were recorded. The bone temperatures were allowed to return to initial values; thereafter, cement was applied and temperature changes at the same distances to the cavity wall, in the cement center, and on the cement surface were recorded. Results: Cement volumes up to 40 cm3 applied to the bone cavities did not produce temperature increments that are reported to be adequate to induce necrosis in the cavity wall. It was thought that cement-induced necrosis in the bone-cement interface was not related to heat, but to other effects exerted by cement application. Compared to cement-induced temperature changes, saline solution at 70 °C was always associated with higher temperature increments in the cavity wall. Conclusion: Due to its simple applicability at desired temperatures and for any lengths of time, heated saline solution seems to have credentials to be incorporated into local adjuvants that are utilized to eliminate tumoral contamination in the cavity wall following curettage for local aggressive tumors.

Keywords

• -

Metilmetakrilat ve ısıtılmış serum fizyolojik uygulamalarında kemik kavitelerinde oluşan sıcaklık değişikliklerinin karşılaştırılması

Öz

Amaç: Değişik hacimlerdeki kemik kavitelerine uygulanan 70°C’de serum fizyolojiğin (SF) ve metilmetakrilatın kavite duvarına belirli uzaklıklardaki kemik bölgelerinde oluşturdukları sıcaklık değişiklikleri karşılaştırıldı. Çalışma planı: Yirmi adet insan femur başına 6, 10, 12, 20 cm3 boyutlarında ve bir adet insan kadavra diz bölgesinde 6, 10, 12, 20, 30, 40 cm3 boyutlarında kaviteler açıldı ve tüm hacimlere önce 70 °C serum fizyolojik pulse-irrigasyon şeklinde 15 dakika uygulandı; kavite içi ve kavite duvarına 1, 2, 3 ve 10 mm uzaklıklardaki kemik bölgelerinde oluşan sıcaklık değişiklikleri deney süresince kaydedildi. Kemik sıcaklıkları başlangıç sıcaklıklarına düşene kadar beklendikten sonra, aynı hacimlere çimento uygulandı ve kavite duvarına aynı uzaklıklardaki kemik bölgelerinde, çimento merkezi ve çimento yüzeylerindeki sıcaklık değişiklikleri kaydedilerek karşılaştırıldı. Sonuçlar: Kemik kavitelerine uygulanan 40 cm3’e kadar hacimdeki çimento kitleleri kavite duvarında literatürde belirtilen nekrozu meydana getirebilecek sıcaklık artışı oluşturamadı. Çimentonun, kemik-çimento aralığında meydana getirdiği nekrozun, çimentonun sıcaklık dışındaki etkilerine bağlı olduğu düşünüldü. Aynı hacimlere uygulanan 70 °C serum fizyolojik, kavite duvarında çimentonun oluşturduğundan daha fazla sıcaklık artışına yol açtı. Çıkarımlar: İstenen sıcaklıkta ve istenen sürede uygulanabilme özelliğinden dolayı, ısıtılmış serum fizyolojiğin lokal agresif tümörlerde, küretaj sonrası kavite duvarında kalan kalıntıları inaktive etmek amacı ile kullanılan lokal adjuvanlara eklenebilecek iyi bir seçenek olduğu sonucuna varıldı.

Anahtar Kelimeler

• bone cements;bone cements/therapeutic use;bone neoplasms;Bone neoplasms/surgery;cadaver;curettage;femur head;heat;hyperthermia, induced;hyperthermia, induced/methods;methylmethacrylates;methylmethacrylates/therapeutic use;Necrosis;saline solution, hypert