Z Orthop Ihre Grenzgeb 2002; 140(3): 310-316
DOI: 10.1055/s-2002-32476
Hüftgelenk
Originalarbeit
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Computergestützte Bewegungssimulation an Hüftendoprothesen mit Keramik-Keramik-Gleitpaarung. Analyse der Einflussparameter
Implantat-Design und Position

Computer-based motion simulation of total hip prostheses with
ceramic-on-ceramic wear couple. Analysis of implant design and
orientation as influence parameters
R.  Bader1 , E.  Steinhauser1 , R.  Gradinger1 , G.  Willmann2 , W.  Mittelmeier1
  • 1Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie, Technische Universität München
  • 2CeramTec AG, Plochingen
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Publication History

Publication Date:
25 June 2002 (online)

Zusammenfassung

Fragestellung: In der Hüftendoprothetik werden zunehmend Keramik-Keramik Gleitpaarungen eingesetzt. Ein eingeschränkter Bewegungsumfang aufgrund ungünstigen Prothesendesigns oder Implantat-Fehlpositionierung kann zu „Impingement”, Luxation und mechanischem Versagen (Randabplatzer oder Bruch) des keramischen Pfanneneinsatzes führen. Methode: Mit einem 3-D CAD-Programm wurden an Hüftendoprothesen-Modellen verschiedene Bewegungsabläufe simuliert und der Einfluss von Design und Position keramischer Hüftimplantate auf die „Range of Motion” (ROM) analysiert. Ergebnisse: Um eine ausreichende ROM zu gewährleisten und das Impingement- bzw. Luxationsrisiko zu minimieren, ist eine Inklination von 45° und Anteversion der Pfanne von 15° sowie eine Schaftantetorsion von 0° bis 10° anzustreben. Im Hinblick auf Implantatdesign sollten Pfannen mit randbündigem Keramik-Insert verwendet werden. Prothesensysteme mit erhöhtem Insert-Rand oder mit pilzförmigem Kopfdesign sind von Einschränkungen der Beweglichkeit und erhöhtem Risiko einer mechanischen Schädigung begleitet. Das Verhältnis von Kopf- zu Halsdurchmesser sollte nicht unter 2 : 1 liegen. Mit zunehmender Kopfgröße erhöht sich neben der ROM auch die Stabilität der Hüftendoprothese gegenüber Luxation, jedoch bei Keramik-Keramik-Paarungen nicht die Abriebrate, im Gegensatz zu Polyethylen-Pfannen. Schlussfolgerungen: Werden bestimmte Kriterien hinsichtlich Positionierung, Design und Handhabung keramischer Hüftimplantate berücksichtigt, können Keramik-Eigenpaarungen mit geringem Revisionsrisiko eingesetzt werden und bei jungen, aktiven Patienten abriebbedingte Prothesenlockerungen reduzieren.

Abstract

Objective: In THA, ceramic-on-ceramic wear couples are increasingly used. A restricted range of motion (ROM) due to unfavourable implant design or positioning may cause impingement or dislocation, which can result in failure of ceramic inserts. Methods: By means of a 3-D CAD program different hip joint movements were simulated and the effects of ceramic hip implant design and position on the range of motion were analysed. Results: To offer sufficient ROM and to minimise risk of impingement and dislocation, inclination angle of the acetabular cup should be 45°, cup anteversion 15° and stem antetorsion 0° to 10°. In regard to implant design, acetabular cups with slightly- recessed ceramic inserts should be used. Prosthetic systems with an elevated liner or with a mushroom-shaped femoral head are associated with limited ROM and increased risk of mechanical failure. The ratio of head to neck diameter should never be less than 2 : 1. Larger heads not only increase ROM, but also the stability of the prosthesis against dislocation. Thereby, the wear rate of ceramic-on-ceramic couples is not increased, in contrast to polyethylene. Conclusion: Considering certain criteria for ceramic hip implants regarding implant positioning, design and handling, ceramic-on-ceramic couples can be used with low risk of revision surgery and they can also reduce the prosthesis loosening associated with wear in young and active patients.




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1 Bader R, Bunz U, Scholz R, Steinhauser E, Willmann G. Range of Motion von Hüftendoprothesen: Problematik der Begriffsbestimmung. Osteologie Suppl 2 2001; 10: 180.

1

Dr. Rainer Bader

Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie, Abteilung Biomechanik,
Technische Universität München

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