Experimentelle Untersuchungen zu Mittelohrimplantaten mit integriertem mikromechanischem Gelenk

Zusammenfassung

Hintergrund: Bei quasistatischen Druckschwankungen wie beim Valsalva-Versuch kommt es insbesondere bei verzögertem Druckausgleich zu größeren Trommelfellauslenkungen. Starre und in ihrer Länge determinierte TORP (total ossicular replacement prosthesis) können bei derartigen Distanzveränderungen zwischen Trommelfell und ovaler Nische dislozieren oder das Innenohr gefährden. Ausgehend von einer dem Menschen nahezu vergleichbaren Hörleistung des Vogel Strauß sahen wir die Möglichkeit, prinzipiell eine verlustarme Schallübertragung mit einer flexiblen Columella-Konstruktion zu erreichen. Methode: Untersucht wurde eine neu entwickelte Mittelohrtotalprothese mit integriertem mikromechanischem Gelenk. Mit dem Laser-Doppler-Vibrometer wurden im Felsenbeinpräparat die Übertragungsfunktion und das Verhalten bei Druckapplikation am Trommelfell gemessen. Ergebnisse: Wenn die Kette mit einer elastischen Knickprothese ersetzt wurde, konnte bei druckbelastetem Trommelfell eine geringere Fußplattenverschiebung in das Vestibulum gemessen werden, als dies bei Einsetzen einer starren Titanprothese der Fall war. Die Übertragungsfunktion der starren und flexiblen Prothesen war als gleichwertig anzusehen. Schlussfolgerungen: Mit der vorgestellten Knickkonstruktion kann einer Dislokation oder einer übermäßigen Belastung der Fußplatte entgegengewirkt werden. Auch ist bei einer chronischen Belüftungsstörung eine Prothesenextrusion weniger wahrscheinlich. Es konnte somit gezeigt werden, dass mit einer elastischen Komponente in der Ersatzcolumella ein höheres Maß an Sicherheit erreicht werden kann, ohne Verluste in der Schalltransmission hinzunehmen zu müssen.

Abstract

Background: Quasi static pressure changes as they occur in altitude changes or Valsalva's manoeuvre are causing great tympanic membrane displacements. These can produce a prosthesis dislocation from the stapes footplate, in case of using a TORP for reconstruction. Additionally, prostheses extrusions can occur in the chronically poor ventilated middle ear. Anatomical studies on the ostrich demonstrate that the flexible columella in the avian middle ear provides a good sound transmission and features an effective inner ear protection in pressure changes. Material and Methods: Focusing on this bionic attempt, we designed a new micro joint TORP by interposing a silicone ball joint in the prosthesis shaft. This prototype was used for frequency response measurements with the laser Doppler vibrometer in the ventilated middle ear and under conditions of increased pressure in the external auditory canal. Results: Frequency response measurements showed comparable results to those using a conventional TORP. Investigations on pressure changes in the external auditory canal demonstrated a significant decrease in footplate excursion after reconstruction with the new micro-joint prosthesis then compared to a common TORP. Conclusions: The insertion of the new silicone bordered micro joint into a TORP shaft provides an effective method to decrease the potentially damaging stapes footplate excursions after complete ossicular reconstruction. Limited deflections of the prosthesis shaft reduce the occurring forces on the stapes footplate as they partly bore the quasi static pressure changes. Thus, the micro joint can reduce the risk of prostheses dislocation and annular ligament damage and is additionally providing a proper sound transmission through the reconstructed middle ear. Moreover, the bionic modification of a TORP reflects the remaining possibilities for further improvements in prosthetic reconstruction.

Schlüsselwörter

Mittelohr - Gehörknöchelchenersatz - Mittelohrimplantate - Columella - Übertragungsfunktion - Druckprotektion - Gelenk - Knick

Key words

middle ear - TORP - columella prosthesis - bionic - tympanoplasty

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