Entwicklung eines In-vitro-Modells zur Untersuchung von Squeaking-Effekten bei Keramik-Keramik-Gleitpaarungen in der Hüftendoprothetik

Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)

Keramik-Keramik-Gleitpaarungen weisen das geringste Verschleißverhalten in der Hüftendoprothetik auf. Jedoch kann es bei dieser Gleitpaarung zu Quietschgeräuschen kommen, dem sog. Squeaking. Die Auftretenswahrscheinlichkeit liegt zwischen 0,7 % und 20,9 %. Als Ursache werden u.a. patientenindividuelle Faktoren, edge loading, Drittkörperverschleiß sowie die Schmiereigenschaft des Fluidfilms genannt. Patientenbefragungen ergaben eine hohe Unzufriedenheit durch das Squeaking, was wiederum zu einer Revision führen kann.

Die In-vitro-Studie untersucht den Einfluss der Komponentenausrichtung, der Viskosität des Testfluids, der Rauigkeit sowie der Flächenpressung auf ein mögliches Auftreten von Squeaking-Effekten. Hierfür wurde ein Versuchsaufbau zur Simulation von Extremstellungen entwickelt (vgl. Abb. 1). Die Viskosität des Fluidfilms wird durch Testfluid mit verschiedenen Proteingehalten untersucht sowie mit VE-Wasser und einer Testung mit angefeuchteten Komponenten. Für den Einfluss der Rauigkeit werden aufgeraute Keramik-Köpfe verwendet. Eine erhöhte Flächenpressung wird durch die Gleitpaarung eines Inlays mit kleineren Köpfen erreicht. Dies soll zu Flächenpressungen führen, wie sie auch bei edge loading-Phänomenen auftreten können. Die applizierte Bewegung erfolgt gemäß ISO 14242-1. Anhand von Tonaufnahmen wird eine Frequenzanalyse erstellt, um Squeaking-Effekte zu detektieren.

Eine veränderte Komponentenausrichtung und Viskosität des Testfluids haben kein Squeaking hervorgerufen. Ein aufgerauter Kopf sowie eine erhöhte Flächenpressung haben mit Testfluid oder VE-Wasser ebenfalls keine Squeaking-Effekte ergeben. Bei angefeuchteten, polierten Komponenten ist nach wenigen Zyklen Squeaking aufgetreten. Jedoch sind bei der Testung eines aufgerauten Kopfes im angefeuchteten Zustand keine Squeaking-Effekte aufgetreten. Somit könnte mit einer veränderten Oberfläche der Köpfe die Auftretenswahrscheinlichkeit für Squeaking-Phänomene reduziert werden.