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Fragestellung: In der Hüfttotalendoprothetik stellt die Luxation eine der häufigsten Komplikationen in der postoperativen Frühphase dar. In vergangenen Studien konnte nachgewiesen werden, dass mit Anstieg der Kopfgröße eine Zunahme des Luxationswiderstandes einhergeht. Diese weiterführende Studie untersucht nun speziell den Einfluss der Gelenkkontaktfläche bei Impingement auf den Luxationswiderstand. Endoprothesenköpfe die momentan in der Hüftendoprothetik verwendet werden, variieren in ihrem Design und damit einhergehend in der Gelenkkontaktfläche. Viele kommerziell erhältliche Endoprothesenköpfe sind in ihrem Kugelsektor reduziert. Es ist unklar, ob diese Reduzierung der Gelenkkontaktfläche einen Einfluss auf den Luxationswiderstand des jeweiligen Gelenks hat. Aus diesem Grund soll experimentell ermittelt werden, ob eine Erhöhung der Gelenkkontaktfläche eine Erhöhung des Luxationswiderstandes zur Folge hat.

Methodik: Es wurden drei unterschiedliche Kopfdesigns: A (BIOLOX^®delta), B (BIOLOX^®option) und C (idealisiert, annähernd sphärisch), in einem eigens konzipierten Hebelversuch verglichen. Die in einer Impingement-Situation wirkende Gelenkkontaktfläche wurde für jeden Kopf im Vorfeld berechnet. Für Kopfdesign A und C wurden sechs unterschiedliche Kopfgrößen (22,2 - 44,0 mm) und für Kopfdesign B vier unterschiedliche Kopfgrößen (28,0 - 40,0 mm) untersucht. Des Weiteren wurden die zu untersuchenden Endoprothesenköpfe mit eigens hergestellten Pfannenprüfkörpern aus Polyethylen, zu fertigen Gelenkmodell ergänzt und mit einer künstlichen Gelenkkapsel versehen. Ein mechanisch erzeugtes anwachsendes Hebelmoment wurde auf die Gelenkmodelle übertragen, bis diese vollständig luxierten. Die Maximalkraft bis zur Luxation wurde mittels eines Biegemomentsensors ermittelt und das maximale Hebelmoment berechnet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Insgesamt wurden 401 Hebelversuche durchgeführt. 335 Versuche (83,5%) erfüllten die Gültigkeitskriterien (vollständige Luxation und kein Riss der künstlichen Kapsel). Beim Aushebeln der montierten Gelenkmodelle zeigte sich, dass bei Endoprothesenköpfen mit größerer Gelenkkontakt-fläche ein Anstieg des zur Luxation benötigten Hebelmoments detektiert werden konnte. Unter Annahme das Kopfdesign C eine ideale Gelenkkontaktfläche bei Impingement (100%) darstellt, liegen gegenwärtig verfügbare Endoprothesenköpfe mit gleichen Durchmessern im Bereich von 74% bis 91%. Übertragen auf den Luxationswiderstand (Hebelmoment) konnten Werte zwischen 71% und 96% ermittelt werden.

Unsere Modellstudie hat gezeigt, dass die Gelenkkontaktfläche und somit das Endoprothesenkopfdesign einen Einfluss auf die Gelenkstabilität hat. Die untersuchten Endoprothesenköpfe mit größeren Gelenkkontaktflächen wiesen einen erhöhten Luxationswiderstand bei der Einwirkung eines anwachsenden Hebelmoments auf. Somit legen unsere Ergebnisse nahe, dass neben dem Kopfdurchmesser auch die Gelenkkontaktfläche zum Impingement-Zeitpunkt zu einem erhöhten Luxationswiderstand führt.