HÜFTSP
Intitulé du projet de recherche : Hüftprothesen - Optimierung der Tragfähigkeit von Plexiglas (PMMA) - Hüftinterimsprothesen
Référence : F1R-ING-PUL-06HUEF
Chef de projet : M. Stefan Maas
Equipe des chercheurs : M. Thomas Thielen (Doctorand), Mme Danièle Waldmann, M. Arno Zürbes
Domaine de recherche : Engineering / Construction & Design
Durée du projet : 01.12.2005-30.11.2008
Partenaires : Universitätskliniken des Saarlandes, Orthopädische Klinik und Polikinik, Clinique d'Eich (CHL), TU Kaiserslautern
Objectifs : Trotz umfangreicher prophylaktischer Maßnahmen zählt die septische Prothesenlockerung zu den schwerwiegendsten Komplikationen der Hüpfprothesenimplantation. Verschiedene Bakterien führen zur Protheseninfektion und zu deren Lockerung, so dass kurzzeitig eine Interimsprothese eingebaut werden muss, die im wesentlichen aus einem antibiotikaabgebenden Plexiglas (PMMA) besteht. Leider sind diese Prothesen sehr fragil, so dass der Patient sich nur sehr eingeschränkt bewegen kann. Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer flexiblen und dennoch festen PMMA-Prothese unter Einbeziehung des Oberschenkelknochens. Hierzu sind sowohl rechnerische finite Elemente Analysen sowie experimentelle Festigkeitsversuche wie z.B. statische und dynamische Druckversuche erforderlich.
Résultats : Experimentelle Untersuchungen an antibiotikahaltigen Interimsprothesen (Spacer) konnten Aufschluss geben über die aktuell vorhandene Festigkeit, welche zusätzlich durch die Antibiotikazugabe verringert wird. Zunächst wurden daher Versuche zur Identifikation dieses antibiotikahaltigen Knochenzementes und der Traglast der Spacer durchgeführt. Die bei den Versuchen ermittelten Bruchlasten sind jedoch im Vergleich mit den tatsächlich auftretenden Lasten im Hüftgelenk gemäß experimentellen Werten aus der Literatur deutlich zu niedrig, so dass eine zusätzliche Verstärkung aus Titan entwickelt wurde. Dieser neue verstärkte Spacer kann nun den realen Kräften standhalten, wie durch FE-Berechnungen und Experimente bewiesen wurde. Gleichzeitig wurde die Antibiotikafreisetzung in der Uni-Klinik Homburg untersucht und es hat sich bestätigt, dass diese ausreicht um das Bakterienwachstum zu hemmen. Die weiteren Berechnungen und Messungen konzentrieren sich nun auf die Interaktion mit dem Femur (Oberschenkelknochen), denn dieser soll unter allen Umständen für die spätere dauerhafte Prothese geschont werden und darf durch die Interimsprothese nicht oder nur wenig zerstört werden. Da in unseren bisherigen Versuchsreihen die Prothese für sich alleine betrachtet wurde, soll nun auch auf der experimentellen Seite die Interaktion mit dem Knochen näher betrachtet werden. Dazu werden nun Belastungsversuche des Oberschenkelknochens (Femur) mit implantierten Spacer vorbereitet. Bei positivem Ausgang dieser Versuchsreihe stände einer in vivo Implantation des verbesserten Spacer durch die Orthopädische Universitätsklinik des Saarlandes nichts mehr entgegen, womit schwer kranken Menschen entscheidend geholfen wäre.
