focus mul - UKSH Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

und ein Kriechindex aus der zeitabhängige Deformation über 25 Sekunden bei
konstanter Anpresskraft. Daraus können Rückschlüsse auf die biomechanischen
Eigenschaften von Knorpel- bzw. von Knorpelersatzgewebes gezogen werden.
Die dauerhafte Funktion von Endoprothesen ist ganz entscheidend abhängig
von einem optimalen Verbund zwischen Prothese und Knochen. Bei zementfrei
implantierten Endoprothesen kann dieses erreicht werden durch Anwachsen von
Knochen an das Implantat bzw. durch Einwachsen von Knochen in Implantate mit
poröser Oberfläche. Wichtig wiederum für das An- bzw. Einwachsen von Knochen
ist eine ausreichende Stabilität des Implantates im Knochen schon gleich nach der
Operation, der sogenannten Primärstabilität. Daher wurde im biomechanischen
Labor der Klinik eine Methode etabliert, mit der es möglich ist, die Verschiebungen
zwischen Implantat (Hüftgelenk- und Kniegelenkimplantat) und Knochen bei
Kompressions-, Scher- und Torsionsbelastungen zu untersuchen. Zur Messung
der Relativverschiebungen werden Sensoren am Knochen und am Implantat
fixiert, um die Eigenverformungen des gesamten Prüfaufbaus zu eliminieren. Die
Belastungen werden mit einer Universalprüfmaschine aufgebracht. Mit dieser
Methode ist es möglich, die Auswirkungen von Knochenqualität, Implantatdesign,
Oberflächenstruktur, Bearbeitung des Knochenlagers und zusätzlichen Verankerungsmechanismen
wie z.B. Schrauben auf die Primärstabilität zu untersuchen.
Ein Problem von künstlichen Gelenken ist der bei Bewegung auftretende
Verschleiß. Dieser schwächt das Gelenk und belastet den Körper mit den Abriebpartikeln.
Zur Verringerung des Verschleißes ist es notwendig, neue Materialien,
Oberflächenvergütungen, Oberflächenbeschichtungen und Konstruktionen zu entwickeln.
Die nötigen Verschleißprüfungen dürfen aber nicht erst im Menschen
erfolgen, sondern müssen vorher im Labor mit geeigneten Maschinen durchgeführt
werden. Dazu wurde zusammen mit der Fachhochschule Lübeck ein Versuchsstand
entwickelt, mit dem Verschleißversuche unter ähnlichen Bedingungen,
wie sie in Kniegelenkendoprothesen vorhanden sind, durchgeführt werden
können. Für die Versuche sind aber keine fertigen Kniegelenkendoprothesen
nötig, sondern die Belastungssituation wird mit einfachen Bauteilen (Walze als
Ersatz für die Femurkondylen, ebene Platte als Ersatz für die Tibiaplateaus)
angenähert. Die in physiologischen Kniegelenken vorhandene Roll/Gleit-Kinematik
kann vereinfacht nachgeahmt werden. Daher ist dieser Versuchsstand für
orientierende Verschleißuntersuchungen vor Herstellung von Gelenkprototypen
geeignet.
Für die Implantation von künstlichen Hüftgelenken muss im proximalen
Femurende ein Knochenlager präpariert werden, das der Form der Implantatstiele
entspricht. Für diese Bearbeitung werden sog. Formraspeln verwendet, die sowohl
manuell als auch maschinell angetrieben werden können. In einer Studie an
humanen Autopsiefemora sollte untersucht werden, wie hoch die beim Raspeln
auftretende biomechanische Beanspruchung des Femurs ist und ob es
Unterschiede zwischen den verschiedenen Raspelmethoden gibt. Auslöser für die
Untersuchungen war die nach wie vor unklare Genese von intraoperativen
Femurfissuren (bis 4 %) bei unzementierter Hüftgelenkimplantation. Zur Bestimmung
der Femurbelastung wurden die Kraft in Richtung der Femurdiaphyse und
die Dehnungen an der Oberfläche des proximalen Femurs ca. 2 cm unterhalb der
Resektionsebene gemessen. In anschließenden axialen Druckversuchen wurde
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