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Fragestellung: Kurzschaftprothesen werden immer häufiger implantiert, z.T. auch minimal invasiv. Die minimal invasive Technik birgt nach Literaturangaben ein erhöhtes Risiko einer Abweichung von der optimalen Implantationslage. Es ist unklar, wie das Lastübertragungsverhalten von Kurzschäften von einer Abweichung von der optimalen Implantationslage beeinflusst wird.

Methodik: Ein Modell eines Kurzschaftes (Nanos, Plus Orthopedics GmbH) wurde virtuell so in ein Femurmodel implantiert, dass das Drehzentrum rekonstruiert wurde („Referenz“). Um den Einfluss der Implantation zu untersuchen, wurden weitere Computermodelle generiert, wobei die Antetorsion des Schaftes um 7° oder das wirksame Offset um 6mm erhöht wurden. Die Materialeigenschaften der Tetraederelemente wurden linear elastisch modelliert (E-Moduli: Kortikalis 17GPa, Spongiosa 1GPa, Implantat 110GPa). Muskel- und Gelenkkontaktkräfte wurden mittels validierter muskuloskeletaler Analysen für jedes Model für das Laufen und Treppensteigen berechnet. Veränderungen in den Beanspruchungen wurden mittels Analyse der Verzerrungsenergie (SED) in den Gruen Zonen bestimmt.

Ergebnisse: Im Vergleich zum Referenzmodell wurden für beide Aktivitäten erhöhte SEDs in allen Gruen Zonen, sowohl für die Variante mit erhöhtem Offset als auch die mit erhöhter Antertorsion, berechnet. Beim Laufen waren die SEDs in den proximalen Gruen Zonen (1 u. 7.) 0,1 kJ/m³ bis 0,4 kJ/m³ höher als beim Referenzmodell. Während die Amplituden der Veränderungen beim Treppensteigen insgesamt größer waren (max. 0,6 kJ/m³), waren die qualitativen Unterschiede zwischen den Varianten vergleichbar mit denjenigen beim Laufen. Im Vergleich zum intakten Femur kam es nach Implantation, unabhängig von der Implantatlage, proximal zu einer Entlastung des Knochens. So war die SED bei der Referenz Variante um 0,7 kJ/m³ (Zone 1) bzw. 3,8 kJ/m³ (Zone 7) im Vergleich zum nativen Knochen vermindert. Für die Offset Variante lagen die Veränderungen in den gleichen Zonen bei 0,5 kJ/m³ bzw. 3,4 kJ/m³; nach Erhöhung der Anteteorsion ergaben sich Veränderungen von 0,6 kJ/m³ bzw. 3,7 kJ/m³. Das Muster der Entlastung unterschied sich nicht zwischen den untersuchten Aktivitäten.

Schlussfolgerung: Die in der vorliegenden Studie betrachteten Veränderungen in der Implantation hatten nur einen relativ geringen Einfluss auf die Lastübertragung des hier betrachteten Kurzschaftes. Aufgrund dieser Daten kann man davon ausgehen, dass eine geringe Fehlimplantation zu keinen deutlichen Veränderungen der Beanspruchung des Knochens führt. Es wurde jedoch deutlich, dass es selbst bei der Implantation eines knochenstockerhaltenden Kurzschaftes zu einer Entlastung des proximalen Knochens kommt. Die Bedeutung dieser Ergebnisse für den längerfristigen Knochenumbau bleibt in klinischen Studien abzuklären.