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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Experimentelle Verschleißuntersuchung an zwei Oberflächenersatzprothesen des Hüftgelenks

Meeting Abstract

  • J. P. Kretzer - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • E. Jakubowitz - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • R. Sonntag - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • J. Reinders - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • C. Heisel - Arcus Sportklinik, Pforzheim, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocEF13-300

DOI: 10.3205/09dkou031, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou0315

Veröffentlicht: 15. Oktober 2009

© 2009 Kretzer et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Als Gelenkersatz in der Hüftendoprothetik nimmt die Zahl von Oberflächenersatzprothesen gerade bei jungen Patienten deutlich zu. Der klinische Nachuntersuchungszeitraum für eine hinreichende Beurteilung von Implantaten ist sehr lange und bisher liegen keine zuverlässigen klinischen Langzeitergebnisse zu Oberflächenersatzprothesen vor. Da die orthopädischen Patienten immer jünger und aktiver werden, ergeben sich höhere Anforderungen an die Implantate und deren erforderliche Standzeit. In diesem Zusammenhang sind vor allem der Verschleiß der Implantate und die Reaktion des Organismus auf Verschleißprodukte (Partikel und Ionen) als Hauptfaktoren für die begrenzte Haltbarkeit anzusehen und eine genaue Verschleißbegutachtung des Gelenkersatzes ist somit unabdingbar. Ziel dieser Studie war daher eine experimentelle Verschleißuntersuchung an zwei aktuellen und häufig eingesetzten Oberflächenersatzprothesen.

Methodik: In der Untersuchung wurden jeweils vier Oberflächenersatzprothesen vom Typ BHR® (Smith&Nephew) und ASR® (DePuy) miteinander verglichen. Der wesentliche Unterschied bei diesen Implantatdesigns ist die Radialclearance, die für das BHR®-Implantat 96,7 (±0,4)µm und für das ASR®-Implantat 46,0 (±3,1)µm betrug. Ferner unterscheiden sich beide Implantate im Herstellungsverfahren und folglich in der Metallurgie.

Die Verschleißsimulation wurde unter Reinraumbedingungen für 3x106 Zyklen gemäß ISO 14242-1 durchgeführt. Für die Verschleißanalyse wurde ein neues Verfahren verwendet, bei dem der Verschleiß anhand der freigesetzten Partikel und Ionen detektiert wird. Dazu wurde nach Partikelaufschluss die Ionenkonzentration im Testmedium mittels HR-ICP-MS gemessen und das Verschleißraten während der Einlauf- und Dauerverschleißphase sowie die Länge der Einlaufverschleißphase und der Gesamtverschleiß detektiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Der mittlere Einlaufverschleißrate betrug beim BHR®-Implantat 7,17 (±5,07)mmE3/10E6Zyklen und beim ASR®-Implantat 4,74 (±3,16)mmE3/10E6Zyklen. Die Einlaufverschleißphase dauerte 597.000 (±266.000) Zyklen für das BHR®-Implantat und 434.000 (±271.000) Zyklen für das ASR®-Implantat an. Anschließend reduzierte sich der Verschleiß auf 0,36 (±0,29)mmE3/10E6Zyklen für das BHR®-Implantat und 0,03 (±0,02)mmE3/10E6Zyklen für das ASR®-Implantat. Somit ergab sich zum Ende der Simulation ein mittlerer Gesamtverschleiß von 2,32 (±2,71)mmE3 für das ASR®-Implantat und 4,59 (± 0,82)mmE3 für das BHR®-Implantat.

Im Vergleich zu konventionellen Polyethylen-Gleitpaarungen zeigten die hier untersuchten Oberflächenersatzprothesen eine gute Verschleißbeständigkeit. Die Unterschiede im Design der beiden Implantate scheinen sich auch im Verschleißverhalten wider zu spiegeln. So wurde in dieser Studie beim Implantatdesign mit der größeren Clearance (BHR®) z.B. ein etwa doppelt so hoher Gesamtverschleiß festgestellt. Offen bleibt die Frage nach der optimalen Clearance, da eine zu kleine Clearance im Falle einer Pfannendeformation zu erhöhtem Verschleiß führen kann.