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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

26. - 29.10.2010, Berlin

Verschleißverhalten einer neuen kreuzbandersetzenden Knieendoprothese

Meeting Abstract

  • J. Reinders - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany
  • R. Sonntag - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany
  • E. Jakubowitz - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany
  • B. Moradi - Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Schmerztherapie, Heidelberg, Germany
  • J. Schneider - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany
  • J.P. Kretzer - Stiftung Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 26.-29.10.2010. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2010. DocWI33-660

DOI: 10.3205/10dkou308, URN: urn:nbn:de:0183-10dkou3084

Published: October 21, 2010

© 2010 Reinders et al.
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Fragestellung: Das künstliche Kniegelenk stellt mit jährlich über 150.000 Implantationen einen erfolgreichen und standardisierten chirurgischen Eingriff dar. Durch kontinuierliche Weiterentwicklung der Prothesendesign und Prothesenmaterialien steht für Patient und Operateur eine Vielzahl unterschiedlicher Implantatsysteme zur Auswahl. In Abhängigkeit der operativen Situation muss bei insuffizientem Bandapparat ein stabilisierendes Implantat gewählt werden. Hierzu werden kreuzbanderhaltende (posterior stabilized) Implantate genutzt.

Ziel dieser Studie ist der Vergleich des Verschleißverhaltens eines kreuzbanderhaltenden mit einer kreuzbandersetzenden Knieendoprothese.

Methodik: Untersucht wurde das kreuzbandersetzede fixierte Implantatsystem LINK® GEMINI® PS SL (PS) im Vergleich zu dem kreuzbanderhaltenden fixierten Implantatsystem LINK® GEMINI® SL (CR). Die Simulation wurde auf dem AMTI-Kniesimulator nach ISO 14243-1 für fünf Millionen Zyklen durchgeführt. Als Ersatz für die Synovilaflüssigkeit wurde Rinderserum verwendet. Der Verschleiß der PE-Komponenten wurde alle 500.000 Zyklen gravimetrisch ermittelt. Es folgte die Untersuchung der Verschleißpartikel. Die Auflösung des Serums wurde mit HCl nach einer modifizierten Methode nach Niedzwiecki durchgeführt. Nach Filtration auf einen 0,02 µm Al2O3-Filter wurden die Filter im LEO 1530 FEG-SEM untersucht. Zur Charakterisierung der Partikel wurden der äquivalente Kreisdurchmesser (ECD), das Längen-Breitenverhältnis (AR) sowie die Rundheit (R) nach ASTM F1877-98 bestimmt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die mittlere Verschleißrate der PS Implantate betrug 4,60 mg/106 Zyklen und die mittlere Verschleißrate der CR Implantate 6,98 mg/106 Zyklen (p=001). Die Verschleißfläche war bei den PS Implantaten deutlich ausgeprägter in anterior/posterior Richtung. Mikroskopisch zeigten die PS Implantate eine überwiegend polierte Artikulationsfläche auf. Ferner wurde Verschleiß am Zapfen beobachtet. Die CR Implantate wiesen neben einer polierten Artikulationsfläche auch Bereiche mit abrasivem und adhäsiven Verschleiß auf. Der ECD zeigte mit 0,225 µm bei den PS Implantaten und 0,241 µm bei den CR Implantaten nur einen geringfügigen, jedoch signifikanten Unterschied (p=0,003). Die Morphologie zeigte bei den CR Implantaten einen signifikant höheren AR 1,98 im Vergleich zu 1,81 bei den PS-Implantaten (p<0,001). Die PS Partikel zeigen eine signifikant höhere Rundheit mit 0,53 im Vergleich 0,48 bei den CR Implantaten (p<0,001).

Beide Implantatdesigns zeigten eine gute Verschleißbeständigkeit, wobei das PS Design dem CR Design hinsichtlich der Verschleißrate unter Simulatorbedingungen überlegen ist. Im Bezug auf die Verschleißpartikel, die maßgeblich für die biologische Reaktivität gesehen werden können, zeigten beide Implantatdesigns nur geringfügige Unterschiede. Den beobachteten Verschleißspuren am Zapfen der PS Designs könnte durch eine leichte Designmodifikation entgegen gewirkt werden.