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Fragestellung: Verschleiß stellt eine Hauptursache für das Versagen von Endoprothesen dar. Hierbei stellt insbesondere die Patientenaktivität einen kritischen Parameter dar, der den Ausmaß des Verschleißes mitbestimmt [1]. Dennoch liegen bisher kaum Studien vor, die das Verschleißverhalten unterschiedlicher Aktivitäten untersucht haben. Ziel dieser Studie ist die Untersuchung des Einflusses der folgenden Aktivitäten auf den Polyethylene Verschleiß von Knieendoprothesen: Gehen, Treppe auf- und absteigen, Hinsetzen und Aufstehen und Rad fahren bei 50W und 120W Leistung.

Methodik: Die Untersuchungen wurden auf einem kraftgeregelten Kniesimulator mit einem klinisch etablierten Knieendoprothesensystem durchgeführt (Sigma^®PFC, DePuy, Warsaw, USA). Für jede untersuchte Aktivität wurden die auf die Endoprothese einwirkenden Kräfte und Drehmomente basierend auf in vivo Messungen bestimmt (Orthoload.com). Die Extension und Flexion des Kniegelenks basiert auf ganganalytischen Untersuchungen von Knieendoprothesenträgern [2]. Es wurde ein durchtrenntes vorderes und intaktes hinteres Kreuzband simuliert. Als Ersatz für die Synovialflüssigkeit wurde Rinderserum (Proteingehalt 20g/L) genutzt. Als Referenztest wurde Gehen in der Ebene nach ISO 14243-3 simuliert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Im Referenztest nach ISO-Norm wurde eine Verschleißrate von 5,7 ± 0,4 mg/10⁶ Zyklen bestimmt. Im Vergleich wurden signifikant erhöhte Verschleißraten (Signifikanzniveau p ≤ 0,05) für die auf in-vivo Messungen beruhenden Aktivitäten Gehen (18,4 ± 1,0 mg/10⁶ Zyklen) und Treppe aufsteigen (8,3± 0,4 mg/10⁶ Zyklen) bestimmt. Kein statistischer Unterschied konnte für das Treppe absteigen (6,6 ± 0,7 mg/10⁶ Zyklen) festgestellt werden. Signifikant erniedrigte Verschleißraten zeigten sich für das Hinsetzen und Aufstehen (2,7 ± 0,4 mg/10⁶ Zyklen) und für das Rad fahren bei 50W und 120W (1,0 ± 0,1 mg/10⁶ Zyklen und 1,9 ± 0,9 mg/10⁶ Zyklen).

In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass sich massive Unterschiede in den Verschleißraten unterschiedlicher Aktivitäten zeigen. Der Vergleich der gleichen Aktivität (Gehen nach ISO vs. Gehen basierend auf in vivo Messungen) zeigt, dass die Art der Bewegungsausführung den Verschleiß deutlich beeinflussen kann. Aktivitäten mit hohen Belastungen (Treppe auf- und absteigen) führten nicht zu den höchsten Verschleißraten. Rad fahren zeigt bezogen auf die Verschleißrate eine niedrige Verschleißbelastung für das Kniegelenk. Es gilt jedoch zu beachten, dass beim Rad fahren eine hohe Verschleißbelastung aus der höheren Trittfrequenz und längeren Belastungsdauer entstehen kann.