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Primärstabilitätsanalyse eines zementierten, kurvierten Kurzschaftes
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Veröffentlicht: | 6. November 2018 |
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Fragestellung: In der Hüftendoprothetik werden in den letzten Jahren immer häufiger Kurzschaftprothesen verwendet. Die Indikationsstellung ist jedoch auf eine ausreichend gute Knochenqualität beschränkt. Zum heutigen Zeitpunkt sind keine Kurzschäfte auf dem Markt erhältlich, welche entsprechende knochensparende und weichteilschonende Eigenschaften der zementfreien Modelle aufweisen und auf einer zementierten Verankerungstechnik beruhen. Ziel dieser biomechanischen Untersuchungen war es, im Zuge der Neuentwicklung eines zementierten Kurzschaftes dessen Primärstabilität unter zyklischer Belastung und dessen Frakturverhalten unter maximaler Last im Vergleich zu einem bereits klinisch bewährten zementierten Geradschaft zu untersuchen.
Methodik: Testobjekte waren der Prototyp eines kurvierten, polierten Kurzschaft (Typ optimys), sowie ein polierter Geradschaft (Typ twinsys, beide Fa. Mathys, Bettlach, Schweiz). Nach radiologischer Planung erfolgte die alternierende Implantation in sechs paarige frisch gefrorene humane Leichenfemora mit osteopener bzw. osteoporotischer Knochendichte. Die Messung der Mikrobewegungen erfolgte mit zwei Wegmesssensoren (Genauigkeit 1µm), welche an vordefinierten Positionen angebracht wurden. Das Versuchsprotokoll umfasste eine sinusförmige Belastung bis 1600 N über 100.000 Zyklen bei 2 Hz in einer servo-hydraulischen Materialprüfmaschine. Aufgezeichnet wurden sowohl die Amplitude der Mikrobewegung während des Testverlaufs, als auch die irreversible Implantatmigration über den gesamten Untersuchungszeitraum. Weiterhin erfolgte eine Testung des Frakturverhaltens unter maximaler Last.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die gemessene Amplitude der Mikrobewegungen in axialer Richtung betrug nach 100.000 Lastzyklen im Mittel für die Kurzschäfte 5 µm (± 4 µm) und für die Geradschäfte 9 µm (± 7 µm) (p=0,7). Die dynamische Rotation um die Schaftmittelachse ergab gemittelte Werte von 0,03° (± 0,01°) für die Kurzschäfte und 0,04° (± 0,02°) für die Geradschäfte (p=0,3). Die mittlere Gesamtmigration in axialer Richtung betrug -20 µm (± 38 µm) für die Kurzschäfte und -61 µm (± 93µm) für die Geradschäfte (p=0,2), die irreversible Rotation um die Schaftmittelachse betrug 0,002° (±0,03°) für die Kurzschäfte und 0,09° (±0,12°) für die Geradschäfte (p=0,06). Alle Kurzschäfte frakturierten unter maximaler Last entsprechend dem Vancouver Typ B3, wohingegen bei 4 von 6 Geradschäften eine periprothetische Fraktur entsprechend dem Typ C auftrat. Bei zwei Implantaten trat ebenfalls eine Fraktur vom Typ B3 auf. Die mittlere Frakturlast der Kurzschäfte lag bei 3062 N und 3160 N für die Geradschäfte (p=0,8).
Beide Implantate zeigten keinen signifikanten Unterschied der gemessenen reversiblen und irreversiblen Mikrobewegungen. Ebenfalls zeigte sich kein signifikanter Unterschied der ermittelten Frakturlast. Erkennbar ist jedoch ein klarer Unterschied des Frakturverhaltens beider Schaftmodelle. Die klinische Relevanz kann im Rahmen dieser Studie nicht abschließend bewertet werden.