Untersuchung der Knochen/Implantat-Kontaktfläche im zementfreien Hüftgelenkpfannenersatzsystem zum Erreichen einer optimalen Stabilität (PDF)

Diplomarbeit aus dem Jahr 2008 im Fachbereich Medizin - Chirurgie, Unfall-, Sportmedizin, Note: 1,5, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Veranstaltung: Medizintechnik - Biomechanik, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Hüftendoprothetik hat das Ziel, die Funktion erkrankter oder zerstörter Hüftgelenke unter Austausch der Gelenkflächen gegen Kunstmaterialien wiederherzustellen. In Deutschland rechnet man aktuell bereits mit über 180.000 Implantationen pro Jahr.

Die Entwicklung des künstlichen Hüftgelenkersatzes ist bis heute geprägt von der Problematik der dauerhaften Verankerung der Endoprothese im Knochen. Durch den Implantateinfluss kommt es aus unterschiedlichen Gründen zur Atrophie der tragenden Knochenstruktur und dies führt zu Instabilität und Auslockerung. Die "Lebensdauer" der Hüftgelenkendoprothesen beträgt im Durchschnitt 15 Jahre.

Ein künstliches Hüftgelenk besteht aus einem Schaft mit Kugelkopf und einer Pfanne. Prinzipiell können diese Komponenten zementiert oder zementfrei eingesetzt werden. Das Versagen der Pfannenverankerung stellt nach wie vor die häufigste Ursache für Wechseloperationen dar.

Gegenstand dieser Arbeit sind zementfrei zu implantierende Hüftpfannen. Das Ziel der zementfreien Hüftendoprothetik ist eine dauerhaft stabile knöcherne Integration des Implantats. Über Erfolg oder Misserfolg der Hüftimplantate entscheidet letztendlich die Wechselwirkung des Implantats mit dem Gewebe des Implantatbettes. Das Ziel dieser Arbeit ist die Analyse der Problemstellungen an der Kontaktfläche zwischen Knochen und Implantat.

Die angestrebte knöcherne Integration des Implantats (Osseointegration) kann im Wesentlichen durch eine unzureichende initiale Verankerung (Primärstabilität), Mikrobewegungen, ungeeignetes Material und entsprechende Oberfläche, Spaltbildungen zwischen Implantat und Knochen, ungenaue Präparation des Implantatlagers sowie eine bakterielle Entzündung ausbleiben.

Wurde die Pfanne zunächst erfolgreich knöchern integriert, so kann dies jedoch wieder aufgehoben werden. Eine Aufhebung der knöchernen Integration kann insbesondere durch abriebinduzierte Osteolyse, Knochenatrophie als Resultat der Veränderungen der mechanischen Lasteinleitung, Fraktur der Knochentrabekel am Interface infolge einer mechanischen Überbelastung oder durch Anschlagen des Prothesenhalses am Pfannenrand (Impingement) sowie eine periprothetische Infektion erfolgen.

In dieser Arbeit wurde eine umfangreiche Analyse der Versagensursachen und -mechanismen beim künstlichen Pfannenersatz durchgeführt. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurden Schlussfolgerungen gezogen und Optimierungsvorschläge eingebracht.