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Die lokale Knochendichte beeinflusst die Primärstabilität anatomischer Glenoidkompenten maßgeblich – Ergebnisse einer kombinierten experimentellen und numerischen Analyse
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Matthias F. Pietschmann
- LMU München – Campus Großhadern, Klinik für Orthopädie, Phys. Med. und Rehabilitation, München, Germany
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Mohamad Chamseddine
- LMU München – Campus Großhadern, Klinik für Orthopädie, Phys. Med. und Rehabilitation, München, Germany
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Peter E. Müller
- LMU München – Campus Großhadern, Klinik für Orthopädie, Phys. Med. und Rehabilitation, München, Germany
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Ines Santos
- LMU München – Campus Großhadern, Klinik für Orthopädie, Phys. Med. und Rehabilitation, München, Germany
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Yan Chevalier
- LMU München – Campus Großhadern, Klinik für Orthopädie, Phys. Med. und Rehabilitation, München, Germany
| Published: | October 23, 2017 |
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Fragestellung: Die Lockerung der Glenoidkomponente stellt nach wie vor ein Problem in der Schulterendoprothetik dar. Implantatdesign, Knochenqualität und OP-Technik/Postionierung haben einen entscheidenden Einfluss auf die Standzeit der Glenoidkomponente.
Ziel unserer Studie war die Untersuchung der Einflussfaktoren Implantatdesign (keel vs. peg) und der lokalen Knochendichte des Glenoids auf die Primärstabilität in einer biomechanischen und numerischen Analyse.
Methodik: Die Knochendichte von 6 humanen fresh-frozen Skapulapaaren wurden mit einer Q-CT bestimmt, bevor die Implantation einer keel- oder peg-Glenoidkomponente erfolgte. Es erfolgte eine biomechanische Testung unter konstantem Druck und Simulation eines "rocking-horse" Effektes durch eine superiore und inferiore Bewegung des Prothesenkopfes. Die "micromotions" zwischen Implantat und Knochen wurden nach 1000, 4000 und 23000 Zyklen ausgewertet und mit der Knochendichtemessung korreliert.
Zusätzlich wurde anhand von high-resolution CT Daten (82 µm) ein virtuelles Modell (finite elemente Modell) erstellt und der Versuch numerisch mit varrierenden Versuchsparametern (glenohumerale Konformität, zentrisch/exzentrische Belastung) durchgeführt.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Es konnten keine signifikanten Unterschiede im "Displacement" der Glenoidkomponenten in Bezug auf das verwendete Implantatdesign (keel vs. peg) gefunden werden (p>0,05) Fig. 1.
Die Korrelation mit der Knochendichte zeiget eine starke Tendenz zu größeren Mikrobewegungen bei geringer Knochendichte, jedoch ohne eine Signifikanz zu erreichen Fig.2.
Im FE-Modell konnte diese Beobachtung bestätigt werden, wo höhere Belastungen am Implantat bzw. Zement in den Präparaten mit einer geringen Knochendichte gefunden wurden. Zudem konnte im numerischen Modell gezeigt werden, dass die höchste Belastung am Knochen-Zement Interface auftrat Fig.3.
Mit dieser kombinierten biomechanischen und numerischen Studie konnte gezeigt werden, dass unabhängig vom Plantatdesign (keel vs. peg) das Implantat-Displacement und die Belastungen am Knochen-Zement-Interface bei verminderter Knochendichte größer sind. Dies bedeutet, dass Glenoid-Komponentenlockerung wahrscheinlich stärker von einer verminderten Knochendichte abhängig ist als vom Implantatdesign. Diese Ergebnisse verbessern unser Verständnis der Mechanismen des Glenoid-Komponentenversagens und machen weitere Untersuchungen hinsichtlich der Knochendichte am Glenoid nötig.
