Biomechanische Untersuchungen an Hüftprothesen aus kohlenstoffaserverstärktem Kohlenstoff

Zusammenfassung

Der Elastizitätsmodul der gebräuchlichsten Metallegierungen für Prothesen ist im Vergleich zum Elastizitätsmodul des Knochens wesentlich höher. In Verbindung mit dem erforderlichen Prothesenquerschnitt führt dies zu Implantaten, die eine hohe Steifigkeit aufweisen. Dadurch treten an der Grenzfläche zwischen Knochen und Prothese große Differenzen zwischen den Dehnungen der beiden Materialien auf, was eine der möglichen Ursachen für Prothesenlockerungen ist [4]. Steife Prothesen rufen unphysiologische Spannungsverteilungen am Knochen hervor, die wiederum Knochenumbauvorgänge induzieren und zu einer verminderten Belastungsfähigkeit des Knochens führen können [4]. Mit den kohlenstoffaserverstärkten Kohlenstoffverbundmaterialien (OFC) besteht die Möglichkeit, Implantate [1, 2, 6] mit geringerer Steifigkeit zu entwickeln, die den biomechanischen Eigenschaften des Knochens besser angepaßt sind. Unter diesen Gesichtspunkten konstruierten wir eine neue, zementfrei implantierbare Hüftgelenksprothese mit einem Schaft aus kohlenstoffaserverstärktem Kohlenstoff, Keramikkopf und Polyäthylenpfanne [1]. Die gute Gewebeverträglichkeit des neuen Implantatwerkstoffes (CFC) wurde in mehreren Untersuchungen [3, 5, 6] nachgewiesen.