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Fragestellung: Bei Knieendoprothesen tritt Materialverschleiß auf, der als ursächlich für die Lockerungen der Implantate im Langzeitverlauf gesehen wird. Neben Polyethylen werden auch metallische Bestandteile in Form von Ionen und/-oder Partikeln freigesetzt (Kretzer et al. Int Orthop, 2014). Seitens der Implanthersteller werden vermehrt Beschichtungen für die metallischen Komponenten eingeführt, welche die Freisetzung metallischer Verschleißbestandteile und den Polyethylenverschleiß reduzieren sollen. Ziel dieser Untersuchung ist daher, die Effizienz einer neuen Beschichtung hinsichtlich einer reduzierten Metallfreisetzung und des Polyethylenverschleißverhaltens im Vergleich zu einem etablierten und unbeschichteten Implantat zu evaluieren.

Methodik: Es erfolgte eine Verschleißuntersuchung im Kniesimulator bei der einerseits ein etabliertes unbeschichtetes Implantatsystem (Stryker Triathlon®) und andererseits eine designidentische Variante des Implantates untersucht wurden, welches mittels einer TiNbN-Beschichtung oberflächenmodifiziert wurde. Die Untersuchung erfolgte kraftgeregelt nach ISO 14243-1 für 5 x Mio. Zyklen. Metallischer Verschleiß wurde durch eine Messung der Ionenkonzentration in der Umgebungsflüssigkeit mittels HR-ICM-MS bestimmt und der Polyethylenverschleiß gravimetrisch gemessen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Polyethylenverschleißrate fiel bei den beschichteten Implantaten mit 1.75 ± 0.47 mg/Mio. Zyklen höher aus, als bei den unbeschichteten Implantaten (0.94 ± 0.18 mg/Mio. Zyklen) (p=0.05). Diese Verschleißraten sind im Vergleich zu anderen Knieendoprothesen aber als sehr moderat einzustufen. Durch die Beschichtung kam es zu einer deutlichen Metallionenreduzierung in der die Chromfreisetzung um 92% und in der Kobaltfreisetzung um 82% abnahm. Allerdings konnte auch eine Freisetzung von Titan (27.5 µg/Mio. Zyklen) und Niob (14.3 µg/Mio. Zyklen) an den beschichteten Komponenten festgestellt werden. Schlussfolgernd kann der Beschichtung eine reduzierende Wirkung hinsichtlich der Freisetzung von derzeit kritisch diskutierten Metallen (Kobalt und Chrom) bestätigt werden, während sich kein reduzierender Effekt auf den Polyethylenverschleiß zeigte. In weiterführenden Langzeituntersuchungen sollte noch eine dauerhafte Schichtstabilität belegt werden.