PD Dr.-Ing. Philipp Damm (Berlin), M.Sc. Julian Zierke (Berlin), Dr. Reinald Ehring (Berlin), Prof. Dr. William Taylor (Zürich / CH), Dr. Pascal Schütz (Zürich / CH), Dr. Adam Trepczynski (Berlin), Prof. Dr.-Ing. Georg N. Duda (Berlin), Dr. Philippe Moewis (Berlin)
Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)
Der Einsatz des Kniegelenkersatzes steigt seit Jahren stetig an. Gründe für Revisionen sind vor allem aseptische Lockerungen, Instabilität und reibungsbedingter Abrieb. Zur Analyse der auftretenden Reibung im Gelenk wurden bisher ausschließlich Simulator Versuche genutzt, welche die tatsächliche Gelenkreibung in vivo jedoch nur eingeschränkt abbilden können. Messungen mit instrumentierten Hüftimplantaten haben jedoch gezeigt, dass sich die Reibung in vivo deutlich von den Simulatordaten unterscheidet. Ziel dieser Studie war es daher die Reibung im Kniegelenkersatz in vivo zu bestimmen.
Mittels instrumentierter Knieimplantate wurden bei 6 Patienten die Gelenkbelastungen synchron mit fluoroskopischer Bildgebung beim Gehen aufgenommen. Anschließend wurden die Implantat-Kinematik (Abb. D+E) sowie die Lage der funktionellen Achse zu jedem Zeitpunkt rekonstruiert und die relativ zum Tibia Inlay gemessenen Belastung in diese transformiert, umso die in vivo Reibung zu quantifizieren (Abb. B+C).
Die Ergebnisse zeigen deutliche Lageänderungen der funktionellen Achse in proximo-distaler Richtung und eine anterior-posteriore Translation. Die resultierende Reibung zeigte deutliche kinematische Abhängigkeiten: So steigt der Reibkoeffizient (µ) zu Beginn der Standphase an und nimmt im weiteren Lastzyklus ab, um während der Schwungphase ein absolutes Maximum zu erreichen. Dieser Anstieg in der Schwungphase ist vergleichbar zur Hüfte, wo während der Schwungphase die höchsten µ ermittelt wurden.
Diese ersten in vivo Daten zur Reibung im Kniegelenkersatz zeigen, dass diese ein hochdynamischer Belastungsparameter ist und nur bedingt mit etablierten in vitro Ergebnissen verglichen werden kann. Obwohl Belastung und Kinematik interindividuell vergleichbar sind, zeigen sich doch deutliche Unterschiede in den individuellen Reib- und Schmierbedingungen. So deuten die in vivo ermittelten Reibwerte während der Standphase auf Mischreibung im Gelenk und auf Trockenreibung in der Schwungphase hin.