Lokale Messung von Relativbewegungen

A. Falkenberg, M.M. Morlock, G. Huber

 

Der durch Prothesen im Körper eines Menschen hervorgerufene Metallabrieb kann Krankheitserscheinungen wie zum Beispiel Nekrose oder Osteolyse auslösen. Es wird vermutet, dass Relativbewegungen zwischen den Kontaktflächen der Konusverbindungen modularer Hüftendoprothesen eine entscheidende Ursache für die Entstehung von Metallabrieb sind. Ziel dieser Studie war sowohl die Quantifizierung als auch die Charakterisierung der in Konusverbindungen lokal auftretenden Relativbewegungen.

Die Grundlage dieses Ansatzes sind kleine Fenster, die durch den weiblichen Konus erodiert werden, um die Oberfläche des männlichen Konus observieren zu können. Somit wird eine direkte visuelle Untersuchung der Grenzflächenrelativbewegung ermöglicht. Es wurden optische Messungen der Konusverbindung unter verschiedenen Lastenfällen mittels eines Fokusvariationsmikroskops durchgeführt und mit Hilfe von bildregistrierenden Algorithmen analysiert.

Die Messungen ergaben Relativbewegungen im Mikrometerbereich; abhängig vom Ort der Beobachtung deckten sie einen Bereich zwischen 2 und 16 µm ab.

Die neu entwickelte Methode liefert einen Einblick in das Verhalten von Konusverbindungen unter verschiedenen Belastungszuständen. Die Bestimmung kritischer Faktoren für die Entstehung von Relativbewegung könnte helfen, das Verständnis bei Implantatversagen zu verbessern.

Publikationen:

Falkenberg A., Drummen P., Morlock M.M., Huber G. (2016) Local measurement of micromotion at the taper junction of modular total hip prostheses. Congress of the European Society of Biomechanics