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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

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Vergleich der Mikro- und Makrostruktur von 10 verschiedenen Oberflächenersatzprothesen der Hüfte

Meeting Abstract

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  • C. Heisel - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • M. Menge - St.-Marienkrankenhaus, Orthopädie, Ludwigshafen, Germany
  • M. Thomsen - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • P. Kretzer - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, 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. DocE19-871

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/meetings/dkou2007/07dkou073.shtml

Published: October 9, 2007

© 2007 Heisel et al.
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Fragestellung: Das Ziel der Studie ist der Vergleich der Mikro- und Makrostruktur von 10 kommerziell erhältlichen Oberflächenersatzprothesen für das Hüftgelenk. Die Systeme der verschiedene Hersteller unterscheiden sich hinsichtlich Material, Herstellungsverfahren und Design. Eine niedrige Oberflächenrauhigkeit und eine hohe Sphärizität verbessern die tribologischen Eigenschaften der Gleitpaarung. Der Einfluss von radialer Clearance, Herstellungsprozess und Wärmenachbehandlung wird hingegen kontrovers diskutiert.

Methode: 10 Oberflächenersatz-Systeme mit einem Kopfdurchmesser von 46mm und einer korrespondierenden Pfanne wurden untersucht. Kopf und Pfanne wurden in einer Koordinatenmessmaschine vermessen (Mahr, Multisensor MS 222). Aus den Punktwolken wurde eine „best-fit“ Sphäre errechnet und mittels einer Software ausgewertet (Imageware 12.1). Rundheitsabweichungen können hiermit graphisch dargestellt werden. Zusätzlich wurden Kopf- und Pfannendurchmesser gemessen und die radiale Clearance errechnet. Die Mikrostruktur der Implantate wurde mittels eines Rasterelektronenmikroskops untersucht (LEO 440). Durch den „back scatter“-Modus wurden elementgewichtete Bilder erstellt. Die Elementenanalyse wurde mittels EDX (Oxford D.7960) durchgeführt, um Karbide und die Zusammensetzung der Legierung zu analysieren. Aus diesen Daten wurden Elementverteilungkarten erstellt, um die einzelnen Elemente voneinander unterscheiden zu können.

Ergebnisse: Die mittlere radiale Clearance betrug 85,53µm (49,47µm bis 120,93µm). Die Implantate wurden in drei Gruppen klassifiziert: niedrige (<50-75µm), mittlere (76-100µm) und hohe (101->125µm) Clearance. Alle Implantate zeigten eine Rundheitsabweichung von weniger als 10µm. Im Durchschnitt zeigten die Köpfe (4,1µm; SD 2,3) eine höhere Rundheitsabweichung als die vermessenen Pfannen (2,7µm; SD 1.4). Anhand der rasterelektronischen Bilder und der EDX-Auswertung konnten die Herstellungsverfahren, Wärmenachbehandlung und Karbidverteilung zugeordnet und charakterisiert werden.

Schlussfolgerungen: Die vorliegende Untersuchung gibt einen Überblick über die zurzeit kommerziell erhältlichen Oberflächenersatzprothesen der Hüfte. Die erhöhte Rundheitsabweichung der Köpfe hängt wahrscheinlich mit dem Abkühlungsprozess bei der Herstellung zusammen.

Pfannenimplantate mit einer geringen Wandstärke können bei der Implantation in den Knochen deformiert werden. In Verbindung mit einer niedrigen Clearance kann dies zu einem äquatorialen Kontakt der Komponenten führen. Die vorliegende Studie gibt hier einen Überblick über die verschiedenen Systeme und hilft klinische Beobachtungen zu verstehen. Es bleibt jedoch weiterhin unbeantwortet in wieweit die gemessenen mechanischen Parameter das klinische Ergebnis beeinflussen.