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Thorsten Mumme, Rudolf Marx, Mutaz Qunaibi, Fritz Uwe Niethard, Dieter Christian Wirtz
Oberflächenkonditionierung für eine verbesserte Überlebenswahrscheinlichkeit von Knieprothesen: Komplett- vs. Oberflächenzementiertechnik der Tibiakomponente / Surface pretreatment for prolonged survival of cemented tibial prosthesis components: full- vs.
Keywords: Komplettzementierung, Lockerungsrate, Oberflächenzementierung, PVD-Beschichtung, Ti-biakomponente, full cementation technique, loosening rate, PVD layering, surface cementation technique, tibia component
Die aseptische Lockerung von Tibiakomponenten infolge Degradation der Grenzfläche zwischen Knochenzement und metallischer Tibiaoberfläche ist besonders bei nur oberflächenzementierten Tibiakomponenten nach wie vor ein klinisch bedeutsames Problem. Der zementierte Stem, der kleinere Raten der aseptischen Lockerung ermöglicht, bedeutet im Falle der Revision erhöhten metaphysären Knochenverlust. Außerdem bewirkt der zementierte Stem “stress shielding”. In dieser Studie wird diskutiert, wie für nur oberflächenzementierte Prothesen ähnliche Lockerungsraten wie für vollständig zementierte Tibiakomponenten erzielbar sein sollten. Es wird gezeigt, dass nach zyklischer Belastung ausgehend von der Oberfläche der Tibiakomponente exzessiv Risse und Spalten in den Knochenzement ausstrahlen, wenn die Oberfläche wie üblich nur rau ist. Zur Vermeidung dieser Risse und Spalten schlagen wir einen PVD-Prozess vor, in dem die metallische Oberfläche mit SiOx beschichtet wird. Ein biomechanisches Modell für einen zyklischen Ermüdungstest soll beweisen, dass Risse und Spalten signifikant reduziert werden, wenn die Oberfläche beschichtet ist. Die Rissanalyse zeigt, dass beschichtete Tibiakomponenten in der Grenzfläche Metall/Knochenzement eine hochsignifikant (p<0,01) verringerte Rissbildung aufweisen. Die Spaltbildung ist signifikant (p<0,05) verringert. Die Beschichtung reduziert in der Grenzfläche Metall/Knochenzement signifikant die durch hydrolytische Einwirkung der Körperflüssigkeit und zyklisch sich wiederholende Belastung bedingte Riss- und Spaltenbildung. Die Spannungsverteilung in der Grenzfläche wird homogener. Dadurch sollten sich bei nur oberflächenzementierten Tibiakomponenten die Lockerungsraten reduzieren lassen, so dass sie sich den Raten wie bei Komponenten annähern, bei denen nicht nur die Oberfläche, sondern auch der Stem zementiert ist.
Biomedizinische Technik, Walter de Gruyter
Print ISSN: 0013-5585
Volume: 51, 07/2006
Pages: 95 - 102