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Fragestellung: Durch den Einsatz dünnwandiger, monolithischer Pressfit-Hüftpfannen in der Primärversorgung kann Knochenmaterial für spätere Revisionsoperationen erhalten werden. Jedoch neigen dünnwandige, künstliche Hüftpfannen beim Fixieren im Knochenlager zu Deformationen. Zu große radiale Deformationen wirken sich negativ auf den Spaltabstand (Clearance) in der Artikulationsfläche zwischen Kopf und Pfanne aus. Dadurch kann es zu erhöhtem Abrieb der Gleitpartner kommen. Eine Verformung der äußeren Pfannengeometrie begünstigt zudem Mikrobewegungen am Implantat-Knochen-Interface und verringert die Primärstabilität.Ziel dieser experimentellen Studie ist die Charakterisierung der radialen Deformation und der Verankerungsfestigkeit einer neuartigen, monolithischen Hüftpfanne aus Dispersionskeramik mit rauer und poröser Titan-Beschichtung, in Abhängigkeit von der Pressfit-Verankerung im Knochen.

Methodik: Es wurden Hüftpfannen aus ceramys^® (ATZ-Keramik, Mathys Orthopädie GmbH, Mörsdorf) der Größe 44/36 und 48/40 (d.h. 44 bzw. 48 mm Außen- sowie 36 bzw. 40 mm Innendruchmesser) (jeweils n=9) untersucht. Dafür wurden Kavitäten für einen Pressfit (Unterfräsung) von 1,5/1,0/0,5 mm mittels CNC-Fräser in die PU-Schaumblöcke (Sawbones^® 20 pcf, Sawbones, Malmö, Schweden) gefräst. Die Hüftpfannen wurden mittels einer servo-hydraulischen Prüfmaschine dynamisch, kraftgeregelt (F=8 kN) in die Kunstknochenblöcke eingeschlagen. Während des Einschlagvorganges wurden die tangentialen Dehnungen ε unterhalb der Pfanneneingangsebene mittels Dehnungsmessstreifen aufgenommen. Über den Ansatz ΔD=D*|ε| wurden die Durchmesseränderung ΔD berechnet. Dabei entspricht ΔD der Deformation in radialer Richtung und D dem Durchmesser der Pfannenkalotte in der Messebene (Mittelwert der Fertigungstoleranz). Zur Ermittlung der Primärstabilität wurden die Hüftpfannen anschließend weggeregelt (v=10 mm/min) aus der Knochenkavität ausgedrückt. Das erste Maximum der Ausdrückkraft F_out wurde als Maß für die Primärstabilität herangezogen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die größten radialen Deformationen wurden bei beiden Pfannengrößen entlang der Einspannungsrichtung des PU-Blocks ermittelt. Der Mittelwert der Deformation Δ D beträgt bei Pfannengröße 44/36 1,18 ± 1,03 µm und bei Pfannengröße 48/40 2,63±0,9 µm. Die Messung der Primärstabilität ergab bei Pfannengröße 44/36 F_out=345±139 N und bei Pfannengröße 48/40 F_out=372 ±157 N. Die größte Primärstabilität und die größten Deformationen wurden, bei beiden Pfannengrößen, bei einem Pressfit von 1,5 mm festgestellt.

Die radialen Deformationen verursachen eine Verringerung des Pfannendurchmessers, jedoch sind diese im Vergleich zur vorliegenden minimalen Clearance (30 µm) gering. Daraus kann eine gleichmäßige intraoperative Verklemmung der künstlichen Hüftpfannen aus ATZ-Keramik erwartet werden. Eine Unterfräsung von 1,5 mm führt, im Vergleich mit der Literatur, zu einer hohen Primärstabilität.