Sind die mit einem Kniesimulator erzeugten Verschleißmuster vergleichbar mit der In-vivo-Situation?
Müller U, Jäger S, Reinders J, Sonntag R, Kretzer JP
Fragestellung: Die Untersuchungen des Verschleißverhaltens von künstlichen Kniegelenken im Rahmen von präklinischen Tests werden am häufigsten mit standardisierten Verschleißsimulatoren durchgeführt. Jedoch wird die Vergleichbarkeit dieser Tests zu den klinischen Beobachtungen hinsichtlich Verschleißmuster und Verschleißerscheinungen kontrovers diskutiert.
Ziel dieser Studie war es daher, zu untersuchen, ob die Fläche und die Ausdehnung der Verschleißzonen von explantierten Knieendoprothesen-Inlays vergleichbar sind mit denen, die im Verschleißsimulator erzeugt wurden.
Methodik: Für die Untersuchung standen drei Gruppen von PE-Inlays zur Verfügung. Gruppe A bestand aus 12 explantierten PE-Inlays, die an der Klinik XXX ausgebaut wurden. Zwei weitere Gruppen von PE-Inlays wurden einer Verschleißsimulation unterzogen. Bei Gruppe B wurde eine kraftgeregelte Verschleißtestung gemäß ISO 14243-1 durchgeführt. Demgegenüber erfolgte die Verschleißsimulation bei der Gruppe C weggeregelt (ISO 14243-3). Zur Verdeutlichung ihrer Position und ihrer Ausdehnung wurden die jeweiligen Verschleißzonen der medialen und lateralen Artikulationsfläche der PE-Inlays mit einem schwarzen Marker umrandet und fotografisch dokumentiert. Anschließend wurden diese mit Hilfe eines Bildbearbeitungsprogramms vermessen (Abbildung 1 [Abb. 1]).
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Obwohl die Varianz bei den explantierten PE-Inlays wesentlich größer war, sind die Verschleißflächen auf der medialen und lateralen Artikulationsseite signifikant größer, verglichen zu denen von kraft- oder weggeregelter Verschleißsimulation. Die Ausdehnung der Verschleißzonen in AP-Richtung war bei den Explantaten größer als bei beiden Simulator-Gruppen. Jedoch besteht ein signifikanter Unterschied nur zwischen der Explantat-Gruppe und der Gruppe, bei der die Verschleißtestung weggeregelt erfolgte.
Die Fläche und die Ausdehnung der Verschleißzonen in AP- und ML-Richtung ist geringer bei den Inlays der beiden Simulator-Gruppen verglichen zu den Explantaten. Allerdings scheint es so, dass die kraftgeregelte Verschleißtestung zu ähnlicheren Verschleißmustern führt als die weggeregelte Testung.
Folglich sind Knieverschleißsimulatoren nicht vollständig in der Lage, die komplexen In-vivo-Kinematiken und -Belastungen nachzuahmen und können daher nicht alle möglichen Verschleißmuster, die bei Explantaten beobachtet werden, abbilden.
Zukünftig sollte daher das Ziel sein, die Verschleißtestung von Knieendoprothesen unter Verwendung von höheren Belastungsprofilen oder abwechslungsreicheren Aktivitätsprofilen zu verbessern.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR20-1035
doi: 10.3205/14dkou547, urn:nbn:de:0183-14dkou5476
Published: October 13, 2014
© 2014 Müller et al.
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