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Fragestellung: In der Gelenkendoprothetik werden Implantate aus Aluminiumoxid seit den 70-er Jahren eingesetzt. Hüftköpfe aus Al2O3 zeichnen sich gegenüber Metallkugeln durch eine bessere Verschleißbeständigkeit aus und werden inzwischen bei mehr als der Hälfte der Hüftgelenksoperationen eingesetzt.

Im Verlauf der letzten 30 Jahre wurden Qualität und Produkteigenschaften stetig weiterentwickelt und verbessert. Von Interesse ist jedoch die Tatsache, ob sich diese Veränderungen auch auf Standzeit der Keramikimplantate auswirken. So ist es erst mit Untersuchung von Explantaten möglich, den Nutzen der Verbesserungen realistisch einschätzen zu können.

Methodik: Im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen wurden keramische Kugelköpfe aus Bionit® (Aluminiumoxid, Hersteller Mathys Orthopädie GmbH) analysiert, die aus Explantationen im Rahmen üblicher Revisionsoperationen gewonnen. Die Einsatzzeit in vivo lag zwischen 1 Jahr bis 19 Jahren. Die Köpfe wurden hinsichtlich ihrer Werkstoffparameter begutachtet. Die Charakterisierung der beanspruchten und nichtbeanspruchten Bereiche der polierten Artikulationsfläche erfolgte visuell mittels Lichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskop und messtechnisch unter Nutzung eines taktilen Rauheitsmessgerätes.

Die Oberflächengenauigkeit und Sphärizität wurde mittels Koordinaten- und Formmessgerät bestimmt.

Ergebnisse: Die Untersuchung der Werkstoffparameter ergab, dass diese innerhalb der für Aluminiumoxidkeramik gültigen Spezifikation ISO 6474 lagen. Dies galt sowohl für die Keramikimplantate, die 19 Jahre in vivo waren als auch für die Keramikköpfe jüngeren Produktionsdatums.

Bei der Untersuchung der Artikulationsoberflächen wurde ein inhomogeneres Ergebnis gefunden. Während bei einigen Köpfen unabhängig vom Implantationszeitraum keine Veränderung der Oberfläche sowohl visuell als auch mittels Rauheitsmessung nachgewiesen werden konnte, wurden an zwei Keramikköpfen Aufrauungen der Oberfläche gefunden. Ein Keramikkopf entstammte einer Keramik-Keramik-Paarung bei der es in vivo zu rezidivierenden Luxationen gekommen war. Diese führten am Keramikkopf im Kontaktbereich zum keramischen Pfanneneinsatz zur partiellen Aufrauung der Oberfläche. Beim zweiten aufgerauten Keramikimplantat kam es wahrscheinlich durch in die PE-Pfanne eingelagerte Knochenzementpartikel zur Schädigung der Oberfläche. Diese Aufrauungen hatten zur Folge, dass bei den betreffenden Keramikköpfen auch die Werte der Sphärizitätsabweichungen anstiegen. Bei den Explantaten mit unveränderter Oberflächenpolitur lagen diese Werte innerhalb der Spezifikation von <5µm.

Schlussfolgerungen: Die Untersuchungen zeigten, dass unter standardmäßigen Einsatzbedingungen keine Veränderungen an Keramikköpfen auch nach Implantationszeiträumen von bis zu 19 Jahren auftreten.

Nur Abweichungen von den Standardverhältnissen wie wiederkehrende Luxationen bzw. das Auftreten von Drittkörpern im Gelenkspalt können zur Schädigung der polierten Artikulationsflächen führen.