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Fragestellung: In der Hüftendoprothetik wird vermehrt von Problemen an Konusverbindungen berichtet, die mit Korrosion und Abrieb einhergehen. In der wissenschaftlichen Literatur werden verschiedene Gründe, wie z.B. die Fügekraft, diskutiert. Bisher wird die Konusverbindung bei der Implantation mit einem Hammerschlag gefügt, der allerdings sehr individuell und nur bedingt reproduzierbar ist. Als Zielsetzung ergab sich daher die Entwicklung eines chirurgischen Instruments, mit dem sich die Konusverbindung mit einer ausreichend großen Kraft und standardisierbar fügen lässt. Neben der Entwicklung sollte das Instrument hinsichtlich unterschiedlicher Gewebe-Dämpfungseigenschaften validiert und auf seine Reproduzierbarkeit untersucht werden.

Methodik: Es wurden verschiedene technische Konzepte mittels eines morphologischen Prinzips betrachtet. Zur Bewertung der Reproduzierbarkeit und Funktionalität des Instruments erfolgten labortechnische Messungen der Fügekraft unter Berücksichtigung verschiedener Anwender sowie Dauertests. Ferner wurde untersucht, wie sich unterschiedliche Gewebe-Dämpfungseigenschaften auf die Verbindungseigenschaften auswirken. Anschließend wurde untersucht, ob die Stabilität der Konusverbindungen von den Dämpfungseigenschaften des Gewebes abhängt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Es wurde eine Fügekraft von 4kN definiert. Es ergab sich ein Lösungsansatz, bei dem eine vorgespannte Masse mit hoher Geschwindigkeit impulsartig auf einen in dem Instrument integrierten Stößel appliziert wird. Voraussetzung zum Auslösen des Instruments ist der direkte Kontakt zur Prothese sowie das Aufbringen einer definierten Vorkraft (Abbildung 1). Unter Betrachtung 3 verschiedener Anwender ergab sich eine gute Reproduzierbarkeit des Instruments mit 3,96 bis 4,03kN (Min-Max) ohne signifikante Unterschiede zwischen den Anwendern (p=0,212). Auch im Dauertest zeigte sich nach 1000 Anwendungen keine signifikante Veränderung der Fügekraft (initial: 3,99±0,03kN und 3,98±0,01kN) (p=0,759). Das Torsionsmoment zum Lösen der Konusverbindung nach der instrumentierten Fügung ergab sich zu 15,34±0,54Nm bei fester Aufhängung, zu 17,12±0,63Nm bei weich-elastischer Aufhängung und zu 16,31±0,68Nm bei Aufhängung im Muskelgewebe. Die Berücksichtigung von Muskelgewebe zeigte keinen signifikanten Unterschied zu einer harten (p=0,087) und weich-elastischen Aufhängung (p=0,181).

Im Rahmen dieser Studie konnte ein neues chirurgisches Instrument entwickelt werden, mit dem sich die konische Verbindung unter Laborbedingungen standardisierbar fügen lässt. Dabei zeigte sich, dass die applizierte Fügekraft unabhängig vom Anwender und über eine Vielzahl von Anwendungen stabil ist. Unterschiedliche Gewebedämpfungseigenschaften wirkten sich nicht negativ auf die Verbindungsfestigkeit aus. In weiteren Untersuchungen soll das Instrument zunächst an Körperspendern getestet und dann klinisch erprobt werden. Offen bleibt die Frage, ob das Instrument im OP akzeptiert wird, denn welcher gute Operateur lässt sich schon gerne den Hammer aus der Hand nehmen?