Peter J. Schlieker (Hamburg), Prof. Dr. Michael M. Morlock (Hamburg), Dr. Ing. Gerd Huber (Hamburg)
Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)
Einleitung: Bei der Implantation von zementfreien Implantaten und dem Fügen einzelner Komponenten muss ein ausreichender Pressfit am Interface erreicht werden, welcher maßgeblich durch die maximale aufgebrachte Kraft bestimmt wird. Die Kraft im Interface entspricht aufgrund von Massenträgheit und Steifigkeiten des verwendeten Instrumentariums jedoch nicht der aufgebrachten Hammerkraft [1, 2].
Ziel dieser Studie war die Untersuchung der Kraftübertragung zwischen Hammer und Interface beim Fügen von Prothesenköpfen auf Hüftschaftkonen in Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften des Impaktors.
Material & Methoden: Basierend auf einem validierten numerischen Modell [2] wurden drei mechanische Eigenschaften des Impaktors variiert (Abb. 1): Stielsteifigkeit (13 Werte, 10 N/mm bis 105 N/mm), Steifigkeit der PEEK-Spitze (13 Werte, 10 N/mm bis 105 N/mm) und Impaktormasse (8 Werte, 0,1 kg bis 1,0 kg). Die Dämpfung der Spitze wurde mit 15 % der zugehörigen Steifigkeit berücksichtigt. Die Auswirkung der Designvariationen wurde anhand der an der Spitze wirkenden und somit am Prothesenkopf ankommenden Kraft (normiert auf die Hammerkraft) verglichen.
Ergebnisse: Die Kräfte an der Impaktorspitze lagen zwischen 0,2 % und 102,5 % der Hammerkraft (Abb. 2). Die höchsten Kräfte wurden bei geringer Masse (0,2 kg) und hohen Steifigkeiten der Spitze erzielt. Bei hoher Stielsteifigkeit wurden Werte bis zu 67,2 % der Hammerkraft erreicht. Eine höhere Masse führte tendenziell zu niedrigeren Kräften. Dieser Einfluss der Masse nahm mit Zunahme beider untersuchter Steifigkeiten deutlich zu.
Zusammenfassung: Hersteller können die mechanischen Eigenschaften von Impaktoren nutzen, um die Form des übertragenen Impulses zu gestalten. Hierbei ist insbesondere die Impaktorspitze von Bedeutung.
Danksagung: DePuy Synthes stellte freundlicherweise die Köpfe, Konen und Instrumente bereit.
Literatur:
[1] Krull et al., BONE JOINT RES, 2018
[2] Schlieker et al., ISTA, 2022