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Die Belastung von Knieendoprothesen ist viel größer als für Verschleißtests festgelegt!
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Autoren
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Georg Bergmann
- Charité - Universitätsmedizin Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Bernd Heinlein
- ZHAW Züricher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Biomechanical Engineering, Winterthur, Switzerland
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Andreas M. Halder
- Sana-Kliniken Sommerfeld, Hellmuth-Ulrici-Kliniken, Klinik für Endoprothetik, Kremmen, Germany
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Friedmar Graichen
- Charité - Universitätsmedizin Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Alwina Bender
- Charité - Universitätsmedizin Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Jörn Dymke
- Charité - Universitätsmedizin Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Antonius Rohlmann
- Charité - Universitätsmedizin Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
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Ines Kutzner
- Charité - Universitätsmedizin Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
| Veröffentlicht: | 2. Oktober 2012 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Knieendoprothesen werden nach dem Test-Standard ISO 14243 auf Verschleiß geprüft. Es sollte geprüft werden, ob die tatsächlichen Belastungen möglicherweise größer sind als in Simulatortests nach diesem Standard.
Methodik: Knieendoprothesen mit telemetrischer Datenübertragung wurden bei 9 Patienten implantiert (Mittel: 69 J., 93kg). Die Gelenkkräfte und -momente wurden 11-27 Mon. po beim Gehen mit 4 km/h und Treppensteigen gemessen. Von jeweils 20-30 Schritten wurden die 3 Kraft- und 3 Momenten-Komponenten ausgewertet. Hier werden die Gesamtkraft Fres, die anteriore Kraft Fy und das Torsionsmoment Mz bei Außenrotation vorgestellt.
Getrennt nach Aktivität/Person wurden die Belastungskurven aller Schritte auf ein Körpergew. von 75kg umgerechnet (BK75). Je Person wurden aus den BK75 aller Schritte individuelle mittlere Belastungskurven (imBK75) errechnet. Die über alle Patienten gemittelten imBK75 werden als mittlere Belastungen (mB) bezeichnet.
Zusätzlich wurden eine hohe Belastungen (hB) bestimmt. Dazu wurden die 9 imBK75 auf 120kg Körpergewicht hochgerechnet(imBK120) Aus den 9 imBK120 wurde diejenige mit dem höchsten Maximum gewählt (imBK120max). Die mB wurde so vergrößert, dass ihr Maximum mit dem Maximum von imBK120max übereinstimmte. Die so erhaltenen hohen Belastungen müssen durchschnittlich bei einer Person erwartet werden, die 120kg wiegt und, bezogen auf das Körpergewicht, die höchsten Gelenkbelastungen aufweist. Wegen der Streuung von Schritt zu Schritt können allerdings auch noch größere als die hohen Belastungen auftreten.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Gesamtkräfte Fres überschreiten die Werte des Teststandards festgelegten Maximalwerte beim Gehen um bis zu 56% und beim Treppensteigen um 102% (Abbildung 1 [Abb. 1]), (Tabelle 1 [Tab. 1]). Die Torsionsmomente Mz sind mehr als achtmal so groß wie in der Prüfvorschrift. Bei der Kraft Fy beträgt der Unterschied bis zum Vierfachen.
Patienten wiegen häufig mehr als 120kg. Bei Untersuchungen an mehr Patienten müssen noch höhere Belastungen erwartet werden als berichtet. Daher sollten bei Verschleißprüfungen mindestens die hohen Belastungen aufgebracht werden. Die Testvorschriften schreiben wesentlich zu geringe Belastungen vor und müssen dringend aktualisiert werden. Weitere Analysen werden auch die Aufteilung der Gesamtkraft auf das mediale und laterale Kompartment umfassen.
Danksagung: Unterstützt durch DFG und Deutsche Arthrose-Hilfe
