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Fragestellung: Tripolare Hüftendoprothesen wurden in den letzten Jahren vermehrt eingesetzt, um das Risiko einer Luxation zu reduzieren. Im Gegensatz zu Standardsystemen wird der Prothesenkopf in einer zusätzlichen PE-Schale gelagert, welche in der Hüftpfanne gleitet. Bislang existieren nur wenige, meist theoretische Studien zur Wirksamkeit des tripolaren Funktionsprinzips. Ziel dieser experimentellen Studie war daher die Erfassung der relativen Schalenbewegung unter Alltagsbedingungen mit physiologischen Gelenkbelastungen. Dazu wurden verschiedene tripolare Designvarianten und eine Standardendoprothese mit identischem Kopfdurchmesser hinsichtlich ihrer Kinematik und Luxationsstabilität verglichen.

Methodik: In dieser Studie wurden tripolare Designvarianten mit einer konzentrischen und einer exzentrische Anordnung des Rotationszentrums untersucht und einer Standardendoprothese (40mm Keramikkopf) gegenübergestellt. Um physiologische Alltagsbewegungen und Belastungen, sowie Bewegungen mit einem erhöhten Luxationsrisiko aufzubringen, wurde ein Industrieroboter genutzt. Zu den untersuchten Lastfällen gehörten Gehen, Treppensteigen, Kniebeugen und eine Kombination aus Hinsetzen und Aufstehen. Vor jedem Versuch wurde die PE-Schale in definierte Ausgangspositionen verschoben, um die Eigenbewegung, aus der Zwangslage heraus, zu analysieren. Während der Simulation erfolgte die Detektion der Schalenbewegung mit einem Stereo-Kamera-System. Für die Bewertung der Gelenkstabilität wurden der Bewegungsumfang bis zum Impingement sowie das Widerstandsmoment in Subluxation ermittelt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Im Rahmen der untersuchten Bewegungs- und Lastprofile fand die Bewegung bei den tripolaren Systemen vorrangig zwischen PE-Schale und Prothesenkopf statt. Die Bewegung der konzentrischen Zwischenschale erfolgte vor allem infolge des Anschlagens des Prothesenhalses. Nach Positionierung der PE-Schale in eine extreme Varus-Stellung blieb eine ungünstige Varus-Stellung erhalten. Die exzentrische Anordnung der Rotationszentren hingegen führte zu einem Ausrichten der Schale in eine moderate Valgus-Stellung, unabhängig von der Art des Bewegung.

Analysen zum Widerstandsmoment während der Subluxation ergaben deutlich höhere Momente für das exzentrische tripolare System im Vergleich zum konzentrischen Design und der Standardendoprothese. Der Bewegungsumfang bis zum Impingement war bei den getesteten Beinstellungen für den Standardkopf am höchsten und bei dem exzentrischen tripolaren System am geringsten.

Unter physiologischen Alltagsbedingungen konnte die Funktion des exzentrischen Systems gezeigt werden. Faktoren, die den Einsatz von exzentrischen Systemen ermutigen, sind der effektiv größere Durchmesser der äußeren Gleitpaarung mit einer kleinen, vorrangig abriebbeanspruchten inneren Gleitpaarung sowie das erhöhte Widerstandsmoment gegenüber Subluxation. In Kombination mit etwas abgeflachten Pfannen erreichen exzentrische Systeme annähernd den gleichen Bewegungsumfang wie konventionelle Großkopf-Endoprothesen.