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Reduktion der Implantatfestigkeit bei Verwendung eines Elektroskalpells während der Hüftrevision
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Authors
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Robert Sonntag
- Universitätsklinikum Heidelberg, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany
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Jens Gibmeier
- Karlsruher Institut für Technologie, Institut fuer Angewandte Materialien - Werkstoffkunde, Karlsruhe, Germany
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Samuel Pulvermacher
- Karlsruher Institut für Technologie, Institut fuer Angewandte Materialien - Werkstoffkunde, Karlsruhe, Germany
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Ulrike Müller
- Universitätsklinikum Heidelberg, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany
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Johannes Eckert
- Universitätsklinikum Heidelberg, Zentrum für Orthopädie, Unfallchirurgie und Paraplegiologie, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Heidelberg, Germany
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Steffen Braun
- Universitätsklinikum Heidelberg, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany
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Markus Reichkendler
- Bezirkskrankenhaus Schwaz, Schwaz, Austria
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J. Phillipe Kretzer
- Universitätsklinikum Heidelberg, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Heidelberg, Germany
| Published: | November 6, 2018 |
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Fragestellung: Die Nutzung von Hochfrequenzmessern während der Hüft-Revision gehört zur gängigen klinischen Praxis bei der Versorgung. Dabei lässt sich ein Kontakt zwischen dem HF-Messer und dem Implantat nicht immer vermeiden. Die Literatur und Explantate zeigen jedoch, dass eine oberflächliche Schädigung in diesem Zuge die Dauerfestigkeit des Implantatsystems beeinflussen kann.
Methodik: Neben der Analyse von klinisch gebrochenen Hüftschäften wurden zementfreie Standard-Hüftschäfte (n=12, Ti6Al4V, Monocon NL00, Falcon Medical) mit und ohne Beschädigung des Schafthalses mechanisch im Labor untersucht. Die Applikation der Oberflächenschäden erfolgte über ein Hochfrequenzmesser unter Operationsbedingungen (Erbe ICC 350, Auto Cut, max. 150 Watt, Effekt: 3, Dauer: ~4 sec). Dabei wurde der Kontaktort variiert: a. Halsmitte und b. Übergang Hals-Schaft-Bereich. Die Oberflächenschäden wurden metallografisch analysiert, um den Einfluss des HF-Messers auf das Materialgefüge zu untersuchen.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Oberflächlich zeigten sich auf dem Explantat und den Schäften aus den Laboruntersuchungen Aufschmelzungen und Verfärbungen, die auf einen hohen thermischen Energieeintrag während des Kontaktes des Elektroskalpells mit dem Implantat schließen lassen. Durch die Beschädigung der Oberfläche wurde die Dauerfestigkeit des Implantatsystems um bis zu 47% im Experiment gesenkt. Eine Veränderung der Mikrostruktur bis zu einer Tiefe von 550 µm konnte dabei in drei Zonen eingeteilt werden. Diese Gefügeänderung und die Kerbanfälligkeit des Titan-Grundmaterials werden ursächlich gemacht für eine Reduktion der Dauerfestigkeit bei Kontakt des Hochfrequenzmessers mit dem Implantat. Dies gilt für Wechseloperationen, bei denen metallische Komponenten, z.B. der Hüftschaft, im Patienten verbleiben. In der Praxis lässt sich ein Kontakt intraoperativ nicht zwangsläufig vermeiden. Die Studie zielt daher darauf, die Operateure für die Gefahr einer möglichen Beschädigung des Implantates zu sensibilisieren. Um das Risiko zu reduzieren können konventionelle Skalpelle in unmittelbarer Implantatnähe eingesetzt werden.
