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Vergleichende FEM-Analysen der additiven Schraubenfixation an Revisionspfannen bei Wechseloperationen
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Veröffentlicht: | 16. Oktober 2008 |
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Fragestellung: Bei der Auswahl der geeigneten Verankerungselemente in einer gegebenen Revisionssituation können sich Operateure bisher nicht auf wissenschaftlich begründete Aussagen stützen. In der Hüftrevisionsendoprothetik wird bezüglich der Verankerung der acetabulären Implantatkomponente im Knochenlager insbesondere die Länge der zu verwendenden Knochenschrauben kontrovers diskutiert.
Methodik: Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ist optimal geeignet für die Berechnung und Darstellung der Spannungsverteilung im Inneren der Knochen- und Implantatstrukturen. Es wurden hierzu dreidimensionale FE-Modelle mit bis zu 3,09 Mio. Freiheitsgraden unter Berücksichtigung von Kontakt mit großen Verschiebungen im Implantat-Knochen-Interface erstellt. Weiterhin wurde in Anlehnung an vorhandene Literatur das Materialverhalten des periprothetischen Knochens als linear angenommen.
Ergebnisse: Die Verteilung der Von-Mises-Vergleichsspannungen wurde für je eine Knochenschraube (d = 6,5 mm) mit 25 und 40 mm Länge und den periprothetischen Knochen ausgewertet. Beide Schrauben werden im unteren Teil kaum bis gar nicht beansprucht. Unterhalb des Kopfes in den oberen Gewindegängen treten die größten Spannungen mit über 1500 MPa auf.
Schlussfolgerungen: Anhand der Ergebnisse können die Verankerungselemente hinsichtlich des bestehenden Versagensrisikos bewertet werden. Weiterhin kann die mechanische Kraftübertragung von der Implantatkomponente über die Verankerungselemente auf das periprothetische Knochenlager dargestellt werden. Aus den Ergebnissen lassen sich Empfehlungen für den Operateur für die Verwendung von geeigneten Verankerungselemente ableiten.