gms | German Medical Science

Fragestellung: Polyethylenverschleiß begünstigt die aseptische Lockerung in der Knieendoprothetik. Daher werden zur Verschleißbegutachtung experimentelle Simulatorstudien durchgeführt. Die Reaktion der Kreuz- und Kollateralbänder wird in Simulatorstudien nicht ausreichend berücksichtigt. Im Vergleich zu klinischen Ergebnissen resultiert aus Simulatorstudien meist eine geringere Implantatbeweglichkeit und geringerer Verschleiß. Eine Annäherung an die physiologische Situation durch Untersuchung verschiedner Bandspannungsmodelle war das Ziel dieser Studie.

Methodik: Ein hochkongruentes Implantatsystem wurde in einem AMTI Kniesimulator untersucht. Die Simulation erfolgte kraftgeregelt nach ISO 14243-1. Zwei Bändermodelle wurden verglichen. Gemäß ISO 14243-1 wurde zunächst eine lineare Bandspannung von 30N/mm für die AP-Translation und eine lineare Bandspannung von 0.6Nm/° für die IE-Rotation simuliert. In einer zweiten Verschleißstudie wurden nichtlineare Bändermodelle nach Kanamori et al. und Fukubayashi et al. simuliert. Die Implantatkinematik während der Simulation wurde erfasst und der Verschleiß gravimetrisch gemessen.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Für die normkonforme Simulation ergab sich eine Verschleißrate von 2,9mg/10E6 Zyklen (Konfidenzintervall (KI): ± 0,7mg/10E6 Zyklen). Unter Anwendung nichtlinearer Bändermodelle nahm der Verschleiß signifikant (p=0,02) um ca. 60% zu und betrug 4,8mg/10E6 Zyklen (KI: ± 1,9mg/10E6 Zyklen). Wie erwartet kam es ebenso zu einer Änderung in der Implantatkinematik. Die AP-Translation erhöhte sich signifikant um 38% (p<0,01) und die IE-Rotation um 47% (p<0,01). Die Bänder und Weichteile haben einen entscheidenden Einfluss auf die Kinematik und den Verschleiß eines künstlichen Gelenks. Dabei wirken die Bänder und Weichteile nicht linear, wie bisher in Kniesimulatorstudien angewendet. Ferner wird eine Änderung der Bandspannung, wie sie durch den operativen Eingriff auftritt bisher nicht ausreichend berücksichtigt. Um experimentell klinisch relevante Verschleißergebnisse zu erzielen, muss der Band- und Weichteilsituation mehr Beachtung geschenkt werden. Die in dieser Studie angewendeten Bändermodelle können hierzu eine Grundlage sein.