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Fragestellung: Etwa 200 000 Hüftendoprothesenoperationen werden jährlich in Deutschland durchgeführt, ca. 12 % davon sind Revisionen. In der Revisionssituationen kann die primärstabile Implantatverankerung aufgrund knöchernen Substanzdefekte erschwert sein. An der acetabulären Komponente kommen daher oft additive Fixationselemente (z.B. Schrauben, Zapfen u. ä.) zum Einsatz, wobei deren Effekt auf die Erhöhung der Primärstabilität nur schwer abschätzbar ist. Die vorliegende Studie vergleicht die Verankerungsstabilität eines acetabulären Revisionsimplantates unter zusätzlicher Nutzung von Schrauben und Zapfen bei Vorliegen eines höhergradigen Pfannendefektes (Typ III nach D`Antonio) im biomechanischen Modell.

Methodik: Die Geometrie des defizitären Beckenmodells wird aus subtil präparierten fresh-frozen-Präparaten (eingearbeiteter Defekttyp III nach D`Antonio) mittels der Software MIMICS Materialise (Belgien) aus µCT-Daten abgeleitet. Die acetabuläre Implantatkomponente incl. der additiven Fixationselemente (Schrauben und Darmbeinzapfen) der Fa. Orthodynamics wurden in CATIA V5 modelliert. Die Vernetzung erfolgt in ICEM, ANSYS Inc., USA. Materialeigenschaften des Beckens werden aus µCT-Daten mit Hilfe der Open-Source-Software BONEMAT bestimmt. Die Gewinnung von Muskel- und Gelenkkräften erfolgt mit AnyBody (AnyBody Technology, Dänemark). Die FEM-Berechnungen werden mit ANSYS, ANSYS Inc., USA durchgeführt. Als Ergebnisgröße zur Beurteilung der Verankerungsstabilität wurde die Verteilung der Mikrobewegungen im Implantat-Knochen-Interface bereichsweise ausgewertet. Für den in dieser Studie untersuchten Defekttyp III nach D`Antonio wurden 4 unterschiedliche Verankerungsstrategien untersucht. Die ovaläre Standardrevisionspfanne wurde unter zusätzlicher Nutzung a) eines kurzen Darmbeinzapfens, b) eines kurzen Darmbeinzapfens und 1 zusätzlichen Schraube, c) eines kurzen Darmbeinzapfens und zweier Schrauben und d) eines langen Darmbeinzapfens allein berechnet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die geringsten Mikrobewegungen im Implantat-Knochen-Interface konnte für die unter c) genannte Implantatkombination (kurzer Darmbeinzapfen und zwei Schrauben) erzielt werden. Der lange Darmbeinzapfen erbrachte keinen zusätzlichen Stabilitätsgewinn. Die Ergebnisse im einzelnen sich in Farbgraphiken dargestellt. Im biomechanischen Modell konnte die Kombination zweier Spongiosaschrauben mit einem kurzen Darmbeinzapfen somit als optimalste Verankerungsstrategie der hier getesteten Varianten ermittelt werden. Bei Verwendung nur einer zusätzlichen Schraube zum kurzen Zapfen können durch die Vorspannung der Schraube zusätzliche Kippbewegungen auftreten, weshalb diese Kombination kritisch betrachtet werden muss. Ein weiteres praktisch wichtiges Ergebnis sehen wir darin, dass die ohnehin schwierig sicher zu implantierenden langen Darmbeinzapfen keine zusätzlichen Stabilitätsgewinn erbringen, so dass aus unserer Sicht auf diese Option verzichtet werden kann.