Z Orthop Ihre Grenzgeb 2004; 142(5): 577-585
DOI: 10.1055/s-2004-832318
Hüftgelenk

© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Experimentelle Analyse von neutralen, asymmetrischen und Schnapp-Pfannen für die Hüftendoprothetik

Untersuchungen zur Range of Motion und LuxationssicherheitExperimental Analysis of Standard, Asymmetric and Constraint Liners for Total Hip ReplacementInvestigation of Range of Motion and Stability against DislocationR. Bader1 , E. Steinhauser2 , R. Scholz3 , M. Simnacher4 , W. Mittelmeier1
  • 1Orthopädische Klinik und Poliklinik, Universität Rostock
  • 2Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie, Technische Universität München
  • 3Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Universität Leipzig
  • 4PI Precision Implants AG, Aarau
Weitere Informationen

Publikationsverlauf

Publikationsdatum:
07. Oktober 2004 (online)

Zusammenfassung

Zielsetzung: Rezidivierende Hüftendoprothesen-Luxationen sind schwerwiegende Komplikationen, die spezielle Behandlungsstrategien und Implantate erfordern. Ziel war es, einen Schnapp-Einsatz mit einem asymmetrischen, randüberhöhten sowie einem neutralen Pfanneneinsatz hinsichtlich Bewegungsumfang und Luxationsstabilität zu vergleichen. Methode: In einer Versuchsvorrichtung wurden o. g. Insertvarianten eines handelsüblichen Pfannensystems hinsichtlich Bewegungsumfang bis zum Impingement (ROMImp) und zur Luxation (ROMLux) experimentell analysiert. Dazu wurden die Bewegungsumfänge von luxationsassoziierten Bewegungskombinationen ermittelt. Weiterer Messparameter war das Widerstands-Moment gegenüber Subluxation des Kopfes. Ergebnisse: Der Schnapp-Einsatz zeigte deutliche Einschränkungen der untersuchten Bewegungen „Innenrotation bei 90° Flexion und 0° Adduktion” sowie „Außenrotation bei 10° Extension und 15° Adduktion” von bis zu 20° im Vergleich zum neutralen Pfanneneinsatz. Dagegen war mit dem asymmetrischen Einsatz die ROMImp nur um 8° vermindert. Der Schnapp-Einsatz verursachte die höchsten Widerstandsmomente, jedoch wies das asymmetrische Insert bei günstiger Positionierung im Pfannengehäuse eine bis zu 12° höhere ROMLux auf. Beide Designs waren v. a. bei Steilstellung und Retroversion der Pfanne hinsichtlich Moment und ROMLux dem neutralen Einsatz deutlich überlegen. Schlussfolgerung: Bei unzureichender Weichteilspannung kann die Verwendung von Schnapp-Einsätzen die Luxationssicherheit erhöhen, allerdings ist im Gegensatz zum asymmetrischen Einsatz das Impingement-freie Bewegungsintervall durch frühzeitiges Anschlagen des Prothesenhalses erheblich reduziert. Dadurch können Materialschädigungen und hohe Scherbelastungen im knöchernen Pfannenlager resultieren. Daher sollten Schnapp-Einsätze nur in Ausnahmefällen eingesetzt werden.

Abstract

Aim: Recurrent dislocation after total hip replacement is a severe complication, which requires specific treatment and implants. The purpose of the present study was to compare a constraint liner with an elevated rim and standard liner regarding their range of motion and dislocation stability. Method: With a test device, range of motion until impingement (ROMImp) and dislocation (ROMLux) were experimentally analyzed using the above-mentioned insert types of a commercial total hip system. On the basis of movement combinations associated with dislocation, the ROM was determined. Further measuring parameter was the resisting moment against subluxation of the femoral head. Results: The constraint liners showed clear restriction of the movements “internal rotation combined with 90° flexion and 0° adduction” and “external rotation with 10° extension and 15° adduction” of up to 20° compared to the neutral liner. ROMImp was only decreased by about 8° with the elevated-rim liner. The constraint liners revealed the highest resisting moments in subluxation, however, at adequate orientation in the acetabular cup the elevated-rim liners provided a higher ROMLux of up to 12°. Both designs were superior to the neutral liner at retroversion and steep cup position regarding resisting moment and ROMLux. Conclusion: In case of insufficient soft tissue tension the use of constraint liners may increase the dislocation stability, however, in contrast to elevated-rim liners the impingement-free movement interval is clearly reduced. Thus, material damage and high shear stress in the bone interface can result. Therefore, constraint liners should only be used in exceptional cases.

Literatur

  • 1 Robbins G M, Masri B A, Garbuz D S, Greidanus N, Duncan C P. Treatment of hip instability.  Orthop Clin North Am. 2001;  32 593-610
  • 2 McAuley J P, Ridgeway S R. Preoperative planning to prevent dislocation of the hip.  Orthop Clin North Am. 2001;  32 579-586
  • 3 McCollum D E, Gray W J. Dislocation after total hip arthroplasty.  Clin Orthop. 1990;  261 159-170
  • 4 Morrey B F. Instability after total hip arthroplasty.  Orthop Clin North Am. 1992;  23 237-248
  • 5 Woo R YG, Morrey B F. Dislocations after total hip arthroplasty.  J Bone Joint Surg [Am]. 1982;  64 1295-1306
  • 6 Lavernia C, Barrack R, Thornberry R, Tozakoglou E. The effects of component position on the motion to impingement and dislocation in total hip replacement. Scientific Exhibit at AAOS Meeting, New Orleans 1998
  • 7 Bader R, Steinhauser E, Gradinger R, Willmann G, Mittelmeier W. Computergestützte Bewegungssimulation an Hüftendoprothesen mit Keramik-Keramik-Gleitpaarung. Analyse der Einflussparameter Implantat-Design und Position.  Z Orthop. 2002;  140 310-316
  • 8 Charlwood A P, Thompson N W, Thompson N S, Beverland D E, Nixon J R. Recurrent hip arthroplasty dislocation: good outcome after cup augmentation in 20 patients followed for 2 years.  Acta Orthop Scand. 2002;  73 502-505
  • 9 Nicholas R M, Orr J F, Mollan R A, Calderwood J W, Nixon J R, Watson P. Dislocation of total hip replacements. A comparative study of standard, long posterior wall and augmented acetabular components.  J Bone Joint Surg [Br]. 1990;  72 418-422
  • 10 Bader R, Scholz R, Steinhauser E, Busch R, Mittelmeier W. Methode zur Evaluierung von Einflussfaktoren auf die Luxationsstabilität von künstlichen Hüftgelenken.  Biomed Technik. 2004;  49 137-144
  • 11 Kummer F J, Shah S, Iyer S, DiCesare P E. The effect of acetabular cup orientations on limiting hip rotation.  J Arthroplasty. 1999;  14 509-513
  • 12 Bergmann G, Graichen F, Rohlmann A. Hip joint loading during walking and running, measured in two patients.  J Biomech. 1993;  26 969-990
  • 13 Genoud P, Sadri H, Dora C, Bidaut L, Ganz R, Hoffmeyer P. The hip joint range of motion: a cadaveric study. Abstractbook 12th ESB Conference, Dublin 2000; 137
  • 14 Alberton G M, High W A, Morrey B F. Dislocation after revision total hip arthroplasty: an analysis of risk factors and treatment options.  J Bone Joint Surg [Am]. 2002;  84 1788-1792
  • 15 Goetz D D, Capello W N, Callaghan J J, Brown T D, Johnston R C. Salvage of total hip instability with a constrained acetabular component.  Clin Orthop. 1998;  355 171-181
  • 16 Shapiro G S, Weiland D E, Markel D C, Padgett D E, Sculco T P, Pellicci P M. The use of a constrained acetabular component for recurrent dislocation.  J Arthroplasty. 2003;  18 250-258
  • 17 Shrader M W, Parvizi J, Lewallen D G. The use of a constrained acetabular component to treat instability after total hip arthroplasty.  J Bone Joint Surg [Am]. 2003;  85 2179-2183
  • 18 Scholz R, Bader R, Steinhauser E, v Salis-Soglio G. Experimentelle Analyse zur Bedeutung von Versionsfehlstellungen der Pfanne für die Luxation von Hüftendoprothesen.  Z Orthop. 2002;  140 (Suppl 1) 90-91
  • 19 Scholz R, Bader R, Steinhauser E. Experimentelle Untersuchungen zur Hüftendoprothesenluxation unter Verwendung verschiedener asymmetrischer Inserts.  Z Orthop. 2001;  139 (Suppl 1) 108-109
  • 20 Sultan P G, Tan V, Lai M, Garino J P. Independent contribution of elevated-rim acetabular liner and femoral head size to the stability of total hip implants.  J Arthroplasty. 2002;  17 289-292
  • 21 Barrack R L, Schmalzried T P. Impingement and rim wear associated with early osteolysis after a total hip replacement: a case report.  J Bone Joint Surg [Am]. 2002;  84 1218-1220
  • 22 Cobb T K, Morrey B F, Ilstrup D M. The elevated-rim acetabular liner in total hip arthroplasty: relationship to postoperative dislocation.  J Bone Joint Surg [Am]. 1996;  78 80-86
  • 23 Murray D W. Impingement and loosening of the long posterior wall acetabular implant.  J Bone Joint Surg [Br]. 1992;  74 377-379

Dr. Rainer Bader

Orthopädische Klinik und Poliklinik · Universität Rostock

Ulmenstr. 44/45

18057 Rostock

Telefon: 03 81-4 94-93 37

Fax: 03 81-4 94-93 03

eMail: rainer.bader@med.uni-rostock.de