Smart Implants in Orthopädie und Unfallchirurgie

Smart Implants kommen in Orthopädie und Unfallchirurgie vor allem in den Bereichen der Endoprothetik, Wirbelsäulenchirurgie und Frakturversorgung zum Einsatz und werden eine zunehmend wichtige Rolle bei der passiven Überwachung und aktiven Steuerung von Implantatfunktionen einnehmen. Dieser Beitrag stellt die technischen Grundlagen und aktuelle sowie zukünftige Anwendungsmöglichkeiten von intelligenten Implantaten in der muskuloskelettalen Chirurgie dar.

Kernaussagen

• Smart Implants kommen in Orthopädie und Unfallchirurgie vor allem in den Bereichen der Endoprothetik an Hüft-, Knie- und Schultergelenken, der Wirbelsäulenchirurgie und der Frakturversorgung zum Einsatz.

• Bei allen Anwendungen von Smart Implants ist das Implantat der Träger, über den eine Sensortechnologie in den Körper eingebracht wird.

• Smart Implants können vor allem physikalische Parameter wie Kraft, Dehnung, Temperatur oder Beschleunigung, aber auch den pH-Wert erfassen.

• Historische Smart Implants waren über perkutane Leitungen mit einem Lesegerät verbunden. Mittlerweile sind Sensortechnologie und Telemetrie vollständig innerhalb der Smart Implants verbaut, die Datenübertragung erfolgt kabellos.

• Smart Implants dienen in Orthopädie und Unfallchirurgie vornehmlich der Diagnostik von postoperativer Mobilität, biomechanischer Belastung, Implantatintegration, Frakturheilung oder Konsolidierung einer Spondylodese.

• Passive Smart Implants erlauben lediglich eine retrospektive Analyse von Patientendaten, aktive Smart Implants zusätzlich die Ableitung konkreter Therapiestrategien durch kontinuierliche Überwachung. Prototypen von Sensor-/Aktor-Implantaten ermöglichen außerdem eine aktive physikalische Stimulation, beispielsweise im Rahmen der Frakturheilung.

• Um eine in der Theorie unbegrenzte Lebensdauer zu ermöglichen, wurden induktiv betriebene Smart Implants entwickelt.

• Aktuelle Herausforderungen in der Entwicklung von Smart Implants stellen Patientensicherheit, Energieversorgung, Datenübertragung, Größe, Robustheit, Kosteneffektivität, Genauigkeit und Korrosion dar.

• Handhabbarkeit und Kompatibilität mit Alltagselektronik sind wichtige Kriterien für die Patientenakzeptanz von Smart Implants.

Schlüsselwörter

Smart Implants - Sensortechnologie - Endoprothetik - Frakturversorgung - Spondylodese

Publication History

Article published online:
12 August 2024

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