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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

24. - 27.10.2007, Berlin

Cross-linked Polyethylen – ein geeigneter neuer Werkstoff für die Knieendoprothetik?

Meeting Abstract

  • S.M. Hauptmann - LMU, Klinikum Großhadern, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • N. Harrasser - LMU, Klinikum Großhadern, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany
  • W. Plitz - Ludwig-Maximilians-Universität, Klinikum Großhadern, Labor für Biomechanik und Experiment. Orthopädie, München, Germany
  • V. Jansson - LMU, Klinikum Großhadern, Orthopädische Klinik und Poliklinik, München, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 24.-27.10.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. DocE22-1619

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2007/07dkou100.shtml

Veröffentlicht: 9. Oktober 2007

© 2007 Hauptmann et al.
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Gliederung

Text

Die aseptische Lockerung ist einer der Hauptgründe für Revisionen in der Endoprothetik. Im Vordergrund steht eine chronisch inflammatorische Reaktion im umgebenden Gewebe gegen Abriebpartikel, welche letztendlich zu einer Aktivierung von Osteoklasten führt, so dass Gleitpaarungen mit möglichst günstigem Abriebverhalten bei minimalem Partikelanfall gefordert werden.

Cross-linked Polyethylen führt, verglichen zu konventionellem UHMWPE, im Hüftsimulator zu signifikant vermindertem Abrieb. Das Cross-linking, welches die mechanischen Eigenschaften des UHMWPE, insbesondere die Widerstandsfähigkeit gegenüber Ermüdungsrissen, reduziert, wird durch Gamma- oder Elektronenstrahlung und anschliessende Wärmebehandlung ober- (remelting) oder unterhalb (annealing) des Schmelzpunktes erreicht. Durch die wechselnden Tribokontaktzonen bei hoher Flächenlast kommt es im Kniegelenk deutlich häufiger zu Ermüdungserscheinungen des UHMWPE als im Hüftgelenk, so dass cross-linked Polyethylen in der Knieendoprothetik noch umstritten ist, zumal es noch keine ausreichenden Studien gibt.

Fragestellung: Ist cross-linked Polyethylen im Simulatorversuch für die Knieendoprothetik geeignet? Wirkt sich die Art des Herstellungsverfahrens auf das Abriebverhalten aus?

Methodik: In einem Kniesimulator* wurden entsprechend der ISO-Norm 3 Inlays eines cross-linked Polyethylens A (annealing-Herstellungsverfahren unterhalb des Schmelzpunktes) und 3 Inlays eines cross-linked Polyethylens B (remelting-Herstellungsverfahren oberhalb des Schmelzpunktes) über 5 Mio. Zyklen in einem fixed-bearing Knie getestet, die gravimetrische (mg/Jahr) und volumetrische Abriebrate (mm3/Jahr) berechnet sowie die Veränderung der Tribokontaktzonen bestimmt und der Verschleissmechanismus im Rasterelektronenmikroskop analysiert.

Ergebnisse: Alle Inlays zeigten Abrasion, Scratching und Wear polishing, jedoch keine Spuren von Pitting, Delamination oder sonstigen Ermüdungsreaktionen. Es kam zu keiner Veränderung der Tribokontaktzonen. Die Abriebraten waren bei beiden cross-linked-Polyethylenen gering. Die gravimetrische Abriebrate betrug 0,27 Mw (0,15-0,38) mg/Jahr (Inlay A) versus 1,9 Mw (1,5-2,3) mg/Jahr (Inlay B) [p<0,05], die volumetrische Abriebrate 0,3 Mw (0,16-0,4) mm3/Jahr (Inlay A) versus 2,0 Mw (1,6-2,44) mm3/Jahr (Inlay B) [p<0,05].

Schlussfolgerung: Cross-linked Polyethylene sind für die Knieendoprothetik geeignet. Die Abriebraten im Simulator sind insgesamt gering und es kommt zu keinen Ermüdungserscheinungen, so dass zu einer kontrollierten, klinischen Erprobung geraten werden kann. Die gravimetrische und volumetrische Abriebrate ist je nach Herstellungsverfahren unterschiedlich. Hier scheinen cross-linked Polyethylene, die mit dem „annealing“-Verfahren hergestellt werden, zumindest in der Knieendoprothetik, eine geringere Abriebrate zu zeigen als die, die mit dem „remelting“-Verfahren hergestellt werden.

* nach Stallforth-Ungethüm