Primärstabilität proximal fixierter Hüftendoprothesen - eine biomechanische Studie

In der Hüftendoprothetik wird femoral in der Regel ein Implantat mit diaphysärer Verankerung verwendet. Als Folge der distalen Lasteinleitung kommt es zu einer proximalen Knochenatrophie, die eine Prothesenlockerung verursachen kann. Schenkelhalsprothesen sollen dieser Entwicklung durch Aufrechterhaltung eines physiologischen Spannungsmusters vorbeugen. Zudem wird bei ihrer Implantation weniger Knochengewebe reseziert, was die Revisionsbedingungen verbessert. Aufgrund der vergleichsweise geringen Größe ist die primär stabile Verankerung dieser Prothesen jedoch kritisch und das Auftreten von relativen Bewegungen zwischen Implantat und Knochen erhöht. Die Messung der Primärstabilität dieser Prothesen ist daher Gegenstand der vorliegenden Arbeit. In-vivo Untersuchungen zufolge kommt es nur bei einer Relativbewegung von < 20μm bzw. < 40μm zu einer Osteointegration der Prothese, bei Bewegungen > 150μm hingegen zur Ausbildung einer kompletten Bindegewebsmembran. Allerdings lagen diese Werte in zahlreichen in-vitro Studien unter ähnlichen Prüfbedingungen für Schaftprothesen bei bis zu 190μm bzw. 300μm. Eine Messung für Schenkelhalsprothesen ist jedoch trotz ihrer zunehmenden klinischen Anwendung bisher nicht erfolgt. In der vorliegenden Arbeit wurde ein spezielles Messverfahren entwickelt und Setzung und Relativbewegung verschiedener Schenkelhalsprothesen, einschließlich dreier Labortypen sowie einer Schaftprothese bestimmt. In Studie I wurden 6 Schenkelhalsprothesen und 1 Schaftprothese in Kunstknochen implantiert und einer dynamischen Belastung von 50 bis 2100N während 1000 Zyklen auf einer Materialprüfmaschine ausgesetzt. Es wurden leicht erhöhte Relativbewegungen von maximal 200μm bis 600μm gemessen, was sich teilweise durch die schlechten Materialeigenschaften der Knochen erklären läßt. In einer zweiten Studie wurden Humanknochen verwendet und die Bewegungen einer klinisch erfolgreichen (Druckscheibenendoprothese) und einer neuentwickelten Schenkelhalsprothese gemessen. Während es in einigen Fällen unter „worst case Bedingungen“ zur Knochenfraktur kam, zeigten sich in den erfolgreichen Testungen Relativbewegungen von 210μm (DSP) bzw. 207μm (Silent). Die Primärstabilität der getesteten Prothesen war im Vergleich zur Literatur erhöht oder gleichwertig. Insbesondere das Implantatdesign, die Oberflächenbeschaffenheit der Prothese, die Qualität des Knochenlagers sowie die Höhe der Belastung sind entscheidend. Eine präzise Operationstechnik ist in Bezug auf den Formschluß zwischen Implantat und Knochen, den CCD-Winkel und die Resektionshöhe von wesentlicher Bedeutung. Weitere Studien sind notwendig, um den klinischen Erfolg der einzelnen Prothesen nachzuweisen