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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2022)

25. - 28.10.2022, Berlin

Verschleißuntersuchung einer neuartigen, anatomischen Schulterprothese mit Gleitmaterialinvertierung

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Maximilian Uhler - Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • Steffen Braun - Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • Stefan Schröder - Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • Tobias Renkawitz - Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany
  • J. Phillipe Kretzer - Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2022). Berlin, 25.-28.10.2022. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2022. DocAB49-721

doi: 10.3205/22dkou362, urn:nbn:de:0183-22dkou3621

Veröffentlicht: 25. Oktober 2022

© 2022 Uhler et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: In der Schulterendoprothetik wird ultrahochmolekulargewichtiges Polyethylen (UHMWPE) als Standardmaterial für Glenoid-Komponenten verwendet. Das Auftreten von Abriebpartikeln und deren Einfluss auf die aseptische Lockerung ist bekannt. Ziel der vorliegenden Studie ist die Untersuchung des Abriebverhaltens, sowie der Größe und Morphologie der freigesetzten Partikel einer neuartigen, anatomischen Schulterprothese. Das Hauptinteresse liegt hierbei auf dem Einfluss der vorliegenden Materialinvertierung und der unterschiedlichen Konformitäten auf das Abriebverhalten.

Methodik: Für die Verschleißsimulation wurde als Aktivität eine Abduktions-Adduktions-Bewegung von 0-90° beim Heben einer Last von 2 kg, überlagert von einer Ante-/Retroversion, gewählt, welche mit Hilfe eines Gelenksimulator mit vier aktiv-regelbaren Freiheitsgraden aufgebracht wurde. Darüber hinaus sollte durch einen Extremtest, wobei als Bewegungsumfang in superior-/inferiorer Richtung 90% der maximalen Oberfläche gewählt wurde, eine Subluxation des Gelenks simuliert werden. Untersucht wurde das Modular-Shoulder-System von Permedica S.p.A. Bei diesem Schultersystem wurde der Humeruskopf durch eine UHMWPE-Komponente ersetzt, welche keine gezielte Quervernetzung aufweist. Das Glenoid besteht aus einer mit Titan-Niob-Nitrit (TiNbN) beschichteten Metallkomponente und wurde in der kleinsten (Permedica-HC) und größten (Permedica-LC) verfügbaren Größe untersucht, um den Einfluss unterschiedlicher Konformitäten zu betrachten. Als Vergleichsgruppe standen Komponenten aus demselben Material in der herkömmliche Materialkombination zur Verfügung (Control-HC & Control LC). Der UHMWPE-Verschleiß wurde gravimetrisch bestimmt und zusätzlich eine Partikelcharakterisierung durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigten eine Verschleißreduzierung von ca. 70 % und eine signifikante Verringerung der Gesamtzahl der Verschleißpartikel durch die Materialinvertierung. Die Variation der Konformität zeigte keinen relevanten Einfluss auf das Verschleißverhalten. Die simulierte Subluxation führte bei Materialinvertierung hingegen zu einer relevanten Zunahme des Verschleißes.

Abbildung 1 [Abb. 1]

Im Vergleich zu Schulterprothesen, welche unter identischen Bedingungen getestet wurden [1], [2], zeigt das untersuchte System eine Reduzierung des Verschleißes. Daraus lässt sich schließen, dass eine Materialinvertierung zu einer Verschleißreduktion führen kann. Tritt jedoch eine häufige Subluxation des Humeruskopfes auf, ist beim Modular-Schulter-System mit einem erhöhten Materialverschleiß zu rechnen, weshalb Subluxationen bei diesem Designansatz dringend vermieden werden sollte. Ein Einfluss der Konformität auf das Verschleißverhalten konnte nicht festgestellt werden.


Literatur

1.
Braun S, Schroeder S, Mueller U, Sonntag R, Buelhoff M, Kretzer JP. Influence of joint kinematics on polyethylene wear in anatomic shoulder joint arthroplasty. J Shoulder Elbow Surg. 2018 Sep;27(9):1679-1685. DOI: 10.1016/j.jse.2018.02.063 Externer Link
2.
Mueller U, Braun S, Schroeder S, Schroeder M, Sonntag R, Jaeger S, Kretzer JP. Influence of humeral head material on wear performance in anatomic shoulder joint arthroplasty. J Shoulder Elbow Surg. 2017 Oct;26(10):1756-1764. DOI: 10.1016/j.jse.2017.05.008 Externer Link