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

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Abstract
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. 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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