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Fragestellung: In der klinischen Praxis ist es nicht immer möglich, die Positionierung der Implantatkomponenten einer Hüftendoprothese exakt wie geplant zu realisieren. Insbesondere die Pfanneninklination spielt bei der postoperativen Beurteilung der gewünschten Implantatausrichtung eine maßgebliche Rolle. Nicht zuletzt aus den Erfahrungen der Metall-Metall-Problematik und der Gefahr einer Luxation ist die Wichtigkeit der korrekten Ausrichtung evident. Ziel der vorliegenden experimentellen Untersuchung ist demnach die Beurteilung der Fehlerverzeihbarkeit verschiedener Materialkombinationen hinsichtlich der Reibungsentwicklung bei unterschiedlichen Pfanneninklinationswinkeln und patientenbasierter Aktivitäten.

Methodik: Ein Standard-Hüftsimulator wurde dahingehend modifiziert, um hochauflösende 3D-Reibungsmessungen durchzuführen. Der Prüfstand wurde technisch bereits auf möglichst geringe systemische Störgrößen optimiert und validiert. Neben dem Standard-Gangzyklus nach ISO 14242-1 werden auch anspruchsvollere Profile (In vivo Gehen, Treppe auf- und absteigen) auf Basis von Patientendaten aus der Ganganalyse und der Onlinedatenbank www.orthoload.de gefahren. Für verschiedene Materialgleitpaarungen (Keramik-Polyethylen, Metall-Metall und Keramik-Keramik, je n=4) mit einem Kopfdurchmesser von 36 mm bzw. zusätzlich 28 mm und 48 mm für die Keramik-Keramik wurde die Inklination der Pfannenkomponente (30/45/60/75 Grad) variiert. Ausgewertet wurden das maximal über den Gangzyklus auftretende resultierende Reibmoment nach jeweils 1000 gelaufenen Zyklen als Indikator für die Funktion des Gelenks. Alle Untersuchungen wurden in Kälberserum bei 37°C durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die berücksichtigten Pfanneninklinationen haben auf das maximale Reibmoment bei den untersuchten Aktivitäten für die 36 mm Keramik-Polyethylen- und Keramik-Keramik-Gleitpaarung keinen Einfluss (Abbildung 1 [Abb. 1]).

Dahingegen zeigt die Metall-Metall-Gleitpaarung mit 36 mm Durchmesser bei hoher Inklination von 75 Grad einen deutlichen Anstieg der Reibung, was auf einen Abbruch des Schmierfilms bei Kantenüberlauf zurückzuführen ist. Interessanterweise findet sich dieser Effekt auch bei Großkopf-Keramik-Keramik-Gleitpaarungen mit einem Kopfdurchmesser von 48 mm wieder, während kleinere Kopfgrößen keinen Effekt aufweisen.

Ein Zusammenhang zwischen Pfanneninklination (30-75 Grad) und dem maximalen Reibmoment über einen Gangzyklus besteht nicht bei jedem Gleitpaarungssystem und scheint zudem von der Kopfgröße abhängig zu sein. Es ist daher naheliegend, dass dieser Effekt designabhängig ist und zudem besonders bei Hart-Hart-Gleitpaarungen ins Gewicht fällt. Dies ist in Übereinstimmung mit der allgemeinen Schmierungstheorie in der Hüfte nach Gelenkersatz.