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Fragestellung: Korrosion an modularen Konusverbindungen von künstlichen Hüftgelenken kann zu Implantatversagen führen. Die an der Grenzfläche freigesetzten Korrosionsprodukte wie Metallionen und -abrieb können im Organismus zu klinischen Problemen wie periprothetischen Osteolysen oder unerwünschten lokalen Gewebereaktionen führen. Die komplexen, korrosiven Vorgänge an der Konusverbindung beinhalten reibkorrosive, spaltkorrosive und galvanische Prozesse. Ein Phänomen innerhalb dieser Prozesse ist das sog. Imprinting, bei dem sich die raue Oberfläche des schaftseitigen Konus auf den ursprünglich meist glatteren Innenkonus des Kopfes überträgt. Dies ist überraschend, da die CoCrMo-Legierung des Kopfes sehr verschleißfest ist. Ziel dieser explantatbasierten Studie ist ein verbessertes Verständnis der Entstehung des Imprintings und somit auch der korrosiven Prozesse an der Konusbverbindung.

Methodik: In die Studie wurden 31 explantierte Hüftgelenke mit einem CoCrMo-Kopf sowie einer Mindestimplantationszeit von einem Jahr eingeschlossen. Die Schäfte waren aus Ti6Al4V bzw. Ti6Al7Nb (n=10) oder rostfreiem Stahl (n=21). Alle Explantate wurden visuell auf Fretting, Korrosion und Imprinting untersucht. Fretting und Korrosion wurden mittels des etablierten Goldberg-Scores bewertet, Imprinting wurde mit einer ähnlichen Punkteskala von 1 (kein Imprinting) bis 4 (ausgeprägtes Imprinting) bewertet (Abbildung 1 [Abb. 1]). Zusätzlich wurden Kopf-Schaft-Grenzflächen von Explantaten, die noch im gefügten Zustand vorlagen, im Querschnitt metallografisch präpariert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: 42% der untersuchten CoCr-Köpfe wiesen Imprinting auf. Als Phänomen der korrosiven Prozesse steigt die Ausprägung des Imprintings mit der Schädigung durch Korrosion sowie mit der Implantationszeit an. Im distalen Bereich der Kontaktzone lagen die Werte für das Imprinting mit 2.2 ± 1.2 Punkten leicht über den Werten der proximalen Kontaktzone (1.8 ± 1.1). Die Werte für Korrosion waren ebenfalls in der distalen Kontaktzone leicht höher als im proximalen Bereich (2.8 ± 1.0 bzw. 2.5 ± 1.0). Fretting war in beiden Bereichen der Kontaktzone ähnlich stark ausgeprägt (distal: 2.6 ± 1.0, proximal: 2.5 ± 1.0).

Die metallografischen Untersuchungen zeigten, dass bei ausgeprägtem Imprinting sowohl kopf- als auch schaftseitig deutlicher Materialverlust auftreten kann. Ein Winkelversatz in der axialen Ausrichtung des Kopfes zum Schaftkonus begünstigt zudem das Imprinting.

Die Ergebnisse zeigen, dass vor allem spaltkorrosive Prozesse eine Rolle bei der Entstehung des Imprinting spielen. Ein verbessertes Verständnis soll zu einer besseren Kontrolle der korrosiven Prozesse an modularen Konusverbindungen führen.