CeraNews 1/2013 DE

Tribologie (Fortsetzung)
1 2
CeraNews 1 / 2013
Abb. 1: Typischer Schaftkonus aus der
Keramik-Kugelkopf-Kohorte mit leichter
Reibungsspur und Korrosion (mittlerer
Punktwert = 2)
Abb. 2: Typischer Schaftkonus aus der CoCr-
Kugelkopf-Kohorte mit mäßiger Reibungsspur
und Korrosion (mittlerer Punktwert = 3)
Osteolyse und der aseptischen Locke rung aufgrund
von Polyethylenabrieb verdrängt, das die Fachtagungen
und die Literatur in den 1990ern dominierte.
2004 veröffentlichten Hallab und Kollegen von
der Rush University (Chicago) eine In-vitro-Studie,
die ausdrücklich die Konuskorrosion bei Keramik-
Kugelköpfen mit Kugelköpfen aus einer Kobalt-
Chrom-Legierung verglich. 13 Die Autoren gingen
von der Theorie aus, dass die Reibung zwischen
einem Keramik-Kugelkopf und einem Metallschaft
größer sein müsste, und stellten die Hypothese auf,
dass Systeme mit einem Keramik-Kugelkopf mehr
Partikel freisetzen als mit einem Metall-Kugelkopf.
Um ihre Hypothese zu überprüfen, verwendeten sie
CoCr-Kugelköpfe und -Schäfte von einem einzelnen
Hersteller. Die Keramik-Kugelköpfe bestanden aus
Zirkonoxidkeramik und wurden von einem Hersteller
gefertigt, der sich seitdem aus dem orthopädischen
Markt zurückgezogen hat. Überraschenderweise
stellten die Forscher fest, dass die CoCr-Schäfte
mit CoCr-Kugelköpfen 11-mal mehr Co und 3-mal
mehr Cr freisetzten als die mit Zirkonoxidkeramik-
Kugelköpfen. Obwohl die Forschungsergebnisse
ihre ursprüngliche Hypothese widerlegten, warnten
die Autoren vor einer übermäßigen Verallgemeinerung
ihrer Resultate im Hinblick auf andere
Designs und Implantatsysteme. Sie folgerten, dass
„schlussendlich nur die sorgfältige Überprüfung des
klinischen Verhaltens und die Analyse von Explantaten
die Leistungsfähigkeit von modularen Keramik-Metall-Verbindungen
[im Vergleich zu Metall-
Metall-Verbindungen] zeigen kann.“ 13
Im Vergleich zu CoCr-Kugelköpfen reduzieren
Keramik-Kugelköpfe die Konuskorrosion an der
Schnittstelle zwischen Konus und Kugelkopf.
– Prof. Dr. S. Kurtz
Explantatstudie
Unsere Gruppe begann die Untersuchung der Hüftexplantat-Sammlung
am Implant Research Center
der Drexel University mit dem Ziel, die Konuskorrosion
von Keramik- mit Metall-Kugelkopf sys temen
zu vergleichen. Wie beim Alternative Bearings
Mini-Symposium auf der AAHKS (November 2012)
berichtet, deuten unsere laufenden Studien darauf
hin, dass Keramik-Kugelköpfe zu einer Reduzierung
der Schaftkorrosion beitragen, wobei wir
noch im Begriff sind, den Umfang dieser Reduzierung
zu quantifizieren. Es handelt sich um eine
anspruchsvolle Fragestellung, da die Konuskorrosion
von vielen Faktoren beeinflusst wird, unter
anderem vom Implantationszeitpunkt, lateralen
Offset, metallurgischen Zustand des Schaftes und
von der Oberflächengüte des Konus, um nur einige
zu nennen. Zudem sind insbesondere Keramik-
Kugelkopf-Explantate mit langer Implantationszeit
selten. Daher gingen wir eine Partnerschaft mit dem
Hüftexplantatprogramm der Case Western Reserve
University unter Leitung von Prof. Dr. Clare Rimnac
ein, um einen großen Probenfundus von verschiedenen
Kliniken und bei unterschiedlichen klinischen
Voraussetzungen zu gewährleisten.
Wir wiesen vergleichbare Implantate sorgfältig zwei
Kohorten mit je 50 Implantaten zu (insgesamt 100
Patienten), um alle Variablen zu berücksichtigen,
die Einfluss auf die Korrosion haben, und um uns
auf den Unterschied zwischen Keramik-Metall- und
Metall-Metall-Konusverbindungen zu konzentrieren.
Zunächst wurden alle Implantatsysteme aus
der Studie ausgeschlossen, die über die Verbindung
von Konus und Kugelkopf hinaus weitere modulare
Elemente aufwiesen. Dies bedeutet, dass keine
Keramik-Kugelköpfe mit Metallhülsen in die Studie
aufgenommen wurden. Auch modulare Hälse
und Schäfte wurden ausgeschlossen. Alle Hüftimplantate
in der Kohorte der Keramik-Kugelköpfe
stammten aus Keramik/Polyethylen- oder Keramik/
Keramik-Gleitpaarungen. Die Hüftimplantate in
der Kohorte der Metall-Kugelköpfe waren ausschließlich
Metall/Polyethylen-Gleitpaarungen. Die
Schäfte umfassten eine Vielzahl von auf Kobalt und
Titan basierenden Legierungen von großen Herstellern.
Sowohl das Schaftdesign als auch der Offset
wurden in der Keramik- und der Metall-Kugelkopf-
Kohorte aufeinander abgestimmt. Die Keramik-
Kugelköpfe waren alle von CeramTec hergestellte
BIOLOX ® forte- oder BIOLOX ® delta-Kugelköpfe. Die
Schaftkonusse der einzelnen Kohorten wurden von
drei unabhängigen Beobachtern nach Hinweisen
auf Reibungsspuren und Korrosion auf einer Skala
von 1 (leicht) bis 4 (schwerwiegend) eingestuft.
Diese ist an die Skala für Metallkonus-Explantate
von Goldberg und seinen Mitarbeitern angelehnt. 14
12