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Johannes-Zange-Publikationspreis 2008
gehend von den denkbaren Integrationsmustern
von einer 20-, 40- und 60%igen Integration der
Kontaktstellen, entsprechend 35, 69 und 104 µm
Integrationshöhe ausgegangen. Zur Vereinfachung
der Berechnung wurde zudem eine homogene Gewebequalität
angenommen.
Kräfte in der Kontaktzone:
Die Fußplatten-Implantat-Kontaktzone wird nach
erfolgreicher Integration hauptsächlich in drei Situationen
beansprucht. Die Ankopplung der Columella-Prothese
an den Prothesenschuh sowie
Luftdruckschwankungen im rekonstruierten Mittelohr
erzeugen quasi-statische Kräfte und Momente.
Zusätzlich treten im Rahmen der Schall -
übertragung dynamische Kräfte in der Kontaktzone
auf. Für die Berechnung der erforderlichen
Mindestintegration wurden die auftretenden Kräfte
aus eigenen experimentellen Ergebnissen und
Literaturdaten verwendet (Tabelle 1).
Versagenskriterien:
Hinsichtlich aller Komponenten des rekonstruierten
Mittelohres muss die Fußplatten-Implantat-Kontaktzone
als der biomechanisch schwächste Punkt
angesehen werden. Die im Mittelohr auftretenden
Kräfte werden daher zu einem Aufsprengen der
Kontaktzone führen, wenn die gewebespezifische
Kraftkapazität überschritten ist. Hierbei ist Hartgewebe
wie Knochen anfälliger für Druckbelastun-
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gen, während Weichgewebe wie Bindegewebe und
Knorpel auf Dehnungskräfte. Die gewebespezi -
fischen Versagenskriterien betragen für Knochen
125 mPa und sind bei Bindegewebe bzw. Knorpel
ab einer maximalen Dehnung von 100 % erreicht.
Ergebnisse
Bereits geringe knöcherne Integrationshöhen des
Prothesenschuhs halten den in der Kontaktzone auftretenden
Kräften stand. Für die ungünstigste Belastung
der Integrationszone, die im Falle einer quasi-statischen
Druckbelastung mit 200 nN in einem
Winkel von 45° am Prothesenschuh angreift, genügt
die 60%ige (104 µm) Einbettung eines einzelnen
Kontaktpunktes oder die 40%ige Einbettung
(69 µm) zweier Kontaktpunkte. Selbst eine komplette
Einbettung des Prothesenschuhs mit Knorpel
oder Bindegewebe kann diesen Kräften nicht standhalten.
Unter der Annahme, dass die auftretenden
Kräfte durch Ringband und Trommelfell anteilig
kompensiert werden, kann die maximal reslutierende
Kraft in der Kontaktzone auf ca. 100 mN in einem
Winkel von 45° reduziert werden. Hierfür wäre
eine knöcherne Integration eines einzelnen Kontaktpunktes
zu 40 % oder zweier zu je 20 % nötig. Eine
alleinige, wenn auch vollständige knorpelige oder
bindegewebige, Integration ist nicht stabil genug.
Alle weiteren Belastungen der Kontaktzone bei
Abb. 2: Mögliche Kombinationen der Einbettung des Prothesenschuhs auf der Steigbügelfußplatte. Neben der
Einbettung von jeweils einer bzw. zwei Halbkugeln wurde das Szenario eines vollständig von neu gebildetem
Gewebe umschlossenen Prothesenschuhs simuliert.