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Fragestellung: Die resultierende Hüftkraft fällt nicht mit der Schenkelhals- und der Diaphysenachse des Femurs zusammen, so dass ein Drehmoment im Varussinn auf das Femur wirkt. Der Ersatz des Hüftgelenkes durch eine zementfreie Hüftendoprothese verändert den physiologischen Beanspruchungsmechanismus. Das Varusdrehmoment, welches nun über den Prothesenschaft in das Femur eingeleitet wird, muss von einem Querkräftepaar kompensiert werden. Da der Prothesenschaft jedoch deutlich weniger flexibel ist, als der Knochen, wird das Femur zwischen den beiden Querkräften, also über die gesamte Prothesenlange, innerlich ausgesteift. Die mechanischen Spannungen in der Metaphyse werden enorm verringert (Stress-Shielding), während sie im Bereich der Prothesenspitze vervielfacht werden (Spannungskonzentration). Das vorliegende Forschungsprojekt hat zum Ziel, Kurzschaftprothesen experimentell auf ihr elastisches Verformungsverhalten unter Berücksichtigung der Schaftvalgisierung zu analysieren.

Methodik: Es wurden je Hersteller (Implantcast, Aesculap, Corin) je fünf Kurzschaftprothesen (AIDA^®, Metha^®, MiniHip^®) standardisiert in Kunststoffemora implantiert. Die Gruppen bestanden aus fünf neutral (CCD ≤ 130°) und fünf valgisch (CCD ≥ 135°) eingebrachten Prothesen. Räumliche Mikrobewegungen der Prothesen und der Knochen wurden unter Einleitung eines axialen Kippmoments KX von ±2,5 Nm in ventro-dorsaler Richtung erfasst. Die Messpunkte des Schaftes (P1-P6) als auch die des Knochens (B1-B8) ermöglichten die Berechnung der translativen Mikrorelativbewegungen (rm1-rm6 = ΔtransX/KX [µm/Nm]) (rm1: Prothesenschulter; rm2-rm5: von proximal nach distal gelegene Prothesenmesspunkte; rm6: Prothesenspitze). Als statistische Methoden kamen Varianz-Analysen und der Friedmann-Test zur Anwendung. Ein p-Wert <0,05 wurde als statistisch signifikant erachtet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Reihenfolge von der kleinsten zur größten Relativbewegung für die neutral und die valgisch implantierte AIDA^®-, als auch für die MiniHip^®-Prothese, war rm1-rm3-rm2-rm4-rm5-rm6 (p<0,001). Die Reihenfolge von der kleinsten zur größten Relativbewegung der Metha^®-Prothese war neutral und valgisch rm1-rm3-rm2-rm4-rm6-rm5 (p<0,001). Die Gesamtmikrobewegungen rm1-6 der neutral eingebrachten Prothesen (AIDA^®: 4,96 ± 0,36 µm; Metha^®: 4,44 ± 0,84 µm; MiniHip^®: 9,55 ± 2,31 µm) waren signifikant niedriger als die valgischen Werte (AIDA^®: 5,82 ± 0,89 µm; Metha^®: 6,19 ± 0,86 µm; MiniHip^®: 12,86 ± 2,76 µm) (p<0,05). Die Gesamtmikrobewegungen der MiniHip^®- waren in beiden Positionen größer als die der AIDA^®- und der Metha^®-Prothese (p<0.01).

Unsere Messungen konnten erstmals zeigen, dass die Schaftstellung die Mikrorelativbewegungen der untersuchten Prothesen signifikant beeinflusst. Es bietet sich eine neue in vitro-Methode, die Kippstabilität als auch die elastische Verformung von Hüftschaftprothesen zu vergleichen und präklinische Aussagen über das Verformungs- und das Kippverhalten von Kurzschaftprothesen zu treffen.