gms | German Medical Science

Fragestellung: Die numerische Simulation ist in der Endoprothetik ein etabliertes Verfahren. Leider mangelt es an Bewertungsmaßstäben einer durchgeführten Simulation. Die Spannungs- und Dehnungsergebnisse können nicht zwanglos einem klinischen Effekt zugeordnet werden, d.h. ob eine Prothese erfolgreich sein könnte, kann aus den Ergebnissen einer Simulation bislang nicht abgeleitet werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Simulation zweier klinisch erfolgreicher zementfreier Geradschaftsysteme am Beispiel des Aesculap Bicontact-Schaftes und des CLS Spotorno-Schaftes und der Vergleich des Spannungs- und Dehnungszustandes im Knochen nach virtueller Implantation des jeweiligen Schaftes mit dem Zustand vor Implantation. Angesichts der klinischen erfolgreichen Situation kann dann für künftige Schaftsimulationen ein Bewertungsmaßstab begründet werden.

Methodik: In ein dichteabhängig inhomogen modelliertes FE-Modell eines Femurs mit integrierter Muskulatur erfolgte die virtuelle Implantation je einer der beiden Prothesenschäfte mit Definition unterschiedlicher Kontaktbedingungen entsprechend der Oberflächenbeschaffenheit der beiden Prothesen. Die Belastung erfolgte gemäß einem Modell des Pauwelsschen Einbeinstand mit einer Kraftresultierenden von 294% Körpergewicht (2190N) mit dem Solver ABAQUS. Die Auswertung erfolgte mit einer Darstellung der Dehnungen und Spannungen im Bereich der Gruen-Zonen mit dem post Prozessor META.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Sowohl die Hauptdruck und -Zugdehnungen als auch die Haupt-Druck und -Zugspannungen zeigen in beiden implantierten Konstrukten deutlich niedrigere Werte medial und lateral im Vergleich mit dem nicht „implantierten Knocchen“ in den Zonen 1-7. Wesentliche Unterschiede zwischen den beiden Prothesensystemen konnten nicht festgestellt werden.

Aufgrund der bekannten guten klinischen Ergebnisse der beiden zementfreien Geradschaftsysteme können die vorliegenden FE-Resultate als ein Maß für die Bewertung von künftigen Simulationen neuer und bekannter Geradschaftsysteme verwendet werden.