Der demografische Wandel, die zunehmende Adipositas in Europa und die steigende Lebenserwartung erhöhen die Nachfrage nach Hüftendoprothesen. Doppelt modulare Implantate mit Halsadapter ermöglichen eine präzisere Anpassung an die patientenindividuelle Anatomie, zeigen jedoch eine erhöhte Versagensanfälligkeit an der zusätzlichen Schnittstelle aufgrund von Mikrobewegungen, Reibverschleiß und Korrosion. Diesen Herausforderungen kann durch eine optimiere Schnittstelle begegnet werden. Insbesondere durch das gezielte Einstellen der Oberflächentopografie und Randzone, sowie der Anpassung des Schnittstellendesigns. Für die realitätsnahe Untersuchung der versagenskritischen Konusschnittstelles des Hüftimplantats wurde am Labor für Biomechanik und Biomaterialien ein Prüfstand entwickelt.
Bislang wurde der Einfluss der Oberflächentopografie sowie der Einfluss von fertigungsbedingten Abweichungen von der Sollgeometrie statisch untersucht. Dabei wurde herausgefunden, dass die statische Verbindungsfestigkeit nur gering von der Oberflächentopografie und den fertigungsbedingten Abweichungen beeinflusst wird. Durch den nun fertiggestellten Prüfstand ist es nun möglich, die versagenskritische Schnittstelle unter realitätsnahen Belastungen und dem Umgebungsmedium im menschlichen Hüftgelenk zu untersuchen.
Infolge der zyklischen Belastungen und des biologischen Umgebungsmediums treten Mikrobewegungen, Reibverschleiß und Korrosion an der zusätzlichen Schnittstelle auf. Mithilfe von Wirbelstromsensoren können die resultierenden Mikrobewegungen detektiert werden, sodass der Einfluss der Oberflächentopografie und der Makrogeometrie auf diese zukünftig untersucht wird. Für die Erforschung der Lebensdauer dieser Schnittstelle werden 10 Millionen Lastwechsel durchgeführt, dies entspricht in etwa 6 Jahren bei durchschnittlicher Beanspruchung. Zusammenfassend ist es nun möglich an einer Reduzierung von Mikrobewegungen und damit einhergehend dem Vermeiden eines Implanatversagens zu forschen und somit die Patientensicherheit zu erhöhen.
Kontakt:
Für weitere Informationen steht Ihnen Beate Legutko, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover, unter Telefon +49 511 762 18336 oder per E-Mail (legutko@ifw.uni-hannover.de) gern zur Verfügung.
