Ceramics in Orthopaedics

CeraNewsGastkommentarvon Dr. Chitranjan S. Ranawat 2

Orthopädische Versorgungsqualität als oberste Priorität Interview mit Prof. Dr. Yan Wang 2

Highlights aus China 7. Jahrestagung der Chinese Orthopaedic Association (COA) 6

Neue Lösungen mit Keramik CeramTec Medical Engineering fokussiert auf Produktentwicklung jenseits der Hüfte 10

Update zur Konuskorrosion Welche Rolle spielen Keramik-Kugelköpfe? von Prof. Dr. Steven M. Kurtz 11

FortbildungGrundlagen – Korrosion und Reibkorrosion (Fretting) von Prof. Dr. Robert Streicher 14

WissenschaftKlinische Ergebnisse mit Keramik 18

Heinz-Mittelmeier-Forschungspreis 2012Abrieb in der Knieendoprothetik von PD Dr. J. Philippe Kretzer 22

Call for Papers 2013 23

News und Themenaus Wissenschaft, Forschung und Medizintechnik 24

Ausgabe 1/2013

Prof. Dr. Yan Wang

Das Magazin für Orthopäden

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Dr. Chitranjan S. Ranawat, Direktor des Ranawat Orthopaedic Center am Lenox Hill Hospital, New York, Clinical Professor für orthopädische Chirur­gie am Weill Medical College der Cornell University

Gastkommentar

COA und WOA geben ortho-pädischer Versorgungsqualität oberste Priorität CeraNews fragte Prof. Dr. Yan Wang, den Vorsitzenden des 7. Internationalen Kongresses der Chinese Orthopa­edic Association (COA) und Gründungsvorsitzenden der World Orthopaedic Alliance (WOA), eines gemeinnützi­gen Verbands mit Mitgliedern aus mehr als 70 Ländern und Regionen, nach der aktuellen Situation und der Zu­kunft der Orthopädie in China.

Interview

Prof. Dr. Wang, was hat die Chinese Orthopaedic Asso­ciation (COA) aus Ihrer Perspektive als Vorsitzender des 7. Internationalen Kongresses der COA erreicht?

Die COA-Jahrestagung bietet natürlich nur eine konzentrierte Zusammenfassung unseres akademi-schen Austauschs mit der übrigen Welt und unserer Erfolge in der Orthopädie. Heute gibt es in China etwa 100.000 orthopädische Chirurgen, und mit mehr als 50.000 registrierten Mitgliedern ist die COA die größte orthopädische Gesellschaft der Welt. Im vergangenen Jahr hat sich die COA intensiv für die Förderung der orthopädischen Chirurgie in China eingesetzt und eine ganze Reihe weitreichen-der Maßnahmen durchgeführt.

Können Sie uns einige Beispiele nennen?

Von 2011 bis 2012 haben die COA-Fachausschüsse die kürzlich gebildete Gruppe für mikroskopische Prothetik neu gewählt und zwei neue Arbeitsgrup-pen entwickelt. Insgesamt haben wir heute 15 COA-Fachausschüsse, die vom Arbeitsausschuss Jugend über Ausschüsse für Fachbereiche wie Endo-prothetik oder Wirbelsäule bis zum Ausschuss zur Zusammenführung traditioneller chinesischer und westlicher Medizin reichen. Im Bereich Fortbildung wurden mehr als 300 orthopädische Chirurgen aus Stadtkrankenhäusern der Grundversorgung ausge-wählt, um fortgeschrittene Studien oder Training an 30 führenden orthopädischen Zentren in China zu absolvieren. 180 orthopädische Chirurgen aus länd-lichen Gebieten erhielten Unterstützung, um an der COA-Jahrestagung teilnehmen zu können. Videos, die chirurgische Standardverfahren zeigen, wurden für die kontinuierliche Fortbildung in verschiedenen Subspezialisierungen erstellt.

Zudem war die COA an der Schaffung eines Endopro­thesenregisters beteiligt. Wie weit ist dieses Regis­ter gediehen?

Das chinesische Endoprothesenregister wurde offi-ziell mit Unterstützung des Gesundheitsministeri-ums und der Führungsspitze des COA-Arbeitsaus-

Liebe Kolleginnen und Kollegen, in den vergangenen Jahrzehnten haben künstlicher Gelenkersatz und orthopädische Patientenversor-gung in den westlichen Industrieländern einen hohen Standard erreicht. Nun finden chirurgische Kunstfer-tigkeit und die Wissenschaft der Endoprothetik auch weltweite Verbreitung. Länder wie China, Indien und Indonesien machen rasante Fortschritte. In diesen Ländern gibt es ein enormes Wachstumspotenzial für die Endoprothetik, die positive Auswirkungen auf das gesamte Gesundheitssystem haben wird. Dieser Prozess wird als Katalysator für die Entwick-lung einer modernen medizinischen Infrastruktur und von Technologien dienen, mit einer positiven Bilanz bei Kosten und klinischem Mehrwert. Um diesen Trend zu unterstützen, brauchen wir eine strukturierte Vorgehensweise, um den Transfer von bewährtem Know-how und vielversprechenden Innovationen von West nach Ost zu gewährleisten. Grundlage hierfür müssen vielfältige Veranstal tungen mit verständlichen Lehrinhalten und kosteneffektiver Organisation sein. Wenn dies erreicht ist, werden Patienten und Operateure in den Schwellenländern davon signifikant profitieren. Die Chinese Orthopaedic Association (COA) widmet sich der Fortbildung orthopädischer Chirurgen mit unterschiedlichem Erfahrungsgrad und stützt sich dabei auf die Erfahrung chinesischer und internati-onaler Dozenten. Unter Führung von Prof. Dr. Yan Wang hat die Chinese Orthopaedic Association eine beeindruckende Strategie zur Verbesserung der Ver-sorgungsqualität bei tragbaren Kosten erarbeitet. Ähnliche Entwicklungen gibt es in anderen Ländern wie Indien, Indonesien und Brasilien. Das Rothman-Ranawat-Stipendium der Hip Society (geschaffen 2012) stellt einen weiteren Beitrag zu den Bemühungen unserer Kollegen in den Schwel-lenländern dar. Ziel dieses Stipendiums ist die Unter-stützung der Fortbildung der 4 besten Kandidaten weltweit hinsichtlich der Behandlung von Hüfter-krankungen und der Implantation von Hüftendopro-thesen. Um die Endoprothetik in den Schwellenlän-dern weiter voranzubringen, bedarf es freilich der gemeinsamen Anstrengung aller Beteiligten.

Mit kollegialen Grüßen,Dr. Chitranjan S. Ranawat

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3schusses für das Endoprothesenregister eröffnet. Das System wurde im Pilotversuch von 27 großen Kliniken getestet, die es nutzten, um relevante Daten einzugeben. Im Verlauf dieses Jahres wird es für alle qualifizierten Kliniken zur Pflicht. Dies wird die klinische Anwendung der Endoprothetik weitge-hend standardisieren und die medizinische Qualität und Sicherheit in China gewährleisten.

Wie sieht es mit der Zusammenarbeit mit der Indus­trie und internationalen Partnern aus?

Das Ministerium für Wissenschaft und Technologie hat die Bildung einer nationalen Allianz der biome-dizinischen Werkstoffindustrie gebilligt. Sie wird die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Indus-trie im Hinblick auf die Erforschung und Entwick-lung entsprechender Biomaterialien, das Endopro-thesendesign und die klinische Forschung stärken.

Weltweit intensivierte die COA ihre Zusammenarbeit mit einer Reihe internationaler Gesellschaften, wie AAOS, AO Trauma und AO Spine, um ein Programm zu schaffen, das als das kombinierte internationale COA-Reisestipendium bekannt ist. Wie schon beim COA-AO-Unfallchirurgie-Reise stipendium, konnte die COA bisher 20 jungen orthopädischen Chirur-gen aus Stadtkrankenhäusern der Grundversorgung eine dreimonatige Fortbildung an internationalen AO-Zentren ermöglichen. Obwohl wir ohne Zweifel viel erreicht haben, bleibt noch sehr viel zu tun.

Sie sind an der Förderung des wissenschaftlichen Austauschs und der Zusammenarbeit mit internati­onalen orthopädischen Fachgesellschaften beteiligt. Wie kann die Zusammenarbeit zwischen Experten aus China und den westlichen Ländern dazu beitra­gen, den globalen Anforderungen, mit denen die Endoprothetik konfrontiert ist, gerecht zu werden, und weitere Fortschritte zu erzielen?

Der wissenschaftliche Austausch und die Zusam-menarbeit zwischen Experten aus China und den westlichen Ländern haben für uns entscheidende Bedeutung, und die COA hat ihnen hohe Priorität verliehen. Wie bereits erwähnt, ist das ultimative Ziel dieser Kommunikation und Kooperation, dass chinesische orthopädische Chirurgen deutlich mehr zum Fachwissen und der Expertise auf dem Gebiet der Endoprothetik beitragen können. Zudem müs-sen wir dafür sorgen, dass die wachsende Nach-frage unserer Patienten nach qualitativ hochwer-tiger medizinischer Versorgung befriedigt wird.

Chinesische Patienten sind stark an medizinischer Versorgung interessiert, bei der evidenzbasierte, kosteneffektive und moderne Technologie die Grundlage für eine hohe Lebensqualität schafft. Orthopädische Chirurgen bieten nicht nur unmittel-bar diese Art von Service, sondern spielen zudem eine entscheidende Rolle für die Allianz von Wis-senschaft und Industrie bei der Entwicklung neuer Implantate. Die Schaffung einer nationalen Indus-trieallianz für biomedizinische Werkstoffe ist ein Bei-spiel dafür, wie wir dieses Ziel zu erreichen suchen.

Im November 2012 wurde die internationale gemeinnützige World Orthopaedic Alliance (WOA) gegründet. Können Sie, als Gründungsvorsitzender der WOA, uns diese Organisation kurz vorstellen? Welche Ziele hat die WOA?

Während des COA-Kongresses 2011 verabschie-deten wir die Erklärung von Peking und regten die Gründung der World Orthopaedic Alliance (WOA) an. Die WOA wurde offiziell während der letzten Jahrestagung geschaffen. Es handelt sich um eine gemeinnützige Organisation mit Mitgliedern aus mehr als 70 Ländern und Regionen. Ziel der Orga-

Prof. Dr. Yan Wang ist amtierender Vorsit-zender der Chinese Orthopaedic Association (COA) und Direktor an der Orthopädischen Klinik 301 am General Hospital of the Chinese People's Liberation Army. Er amtiert unter anderem als Vorsitzender der Chinese Spea-king Orthopaedic Society (CSOS), Gründungs-vorsitzender der Arthroplasty Society in Asia (ASIA), Deputy Editor des Journal of Arthro-plasty (JOA), Ehrenmitglied der Hip Society, Ehrenvorsitzender der Chinese Hip Society und aktives Mitglied der Association of Bone and Joint Surgeons (ABJS). Er ist zudem Vor-sitzender der Chinese Spine Society, Deputy Editor von SPINE, aktiver Fellow der Scolio-sis Research Society (SRS), aktives Mitglied der National Ankylosing Spondylitis Society (NASS) und Mitglied des Editorial Board von Clinical Biomechanics.

Prof. Dr. Wang arbeitet als orthopädischer Chirurg mit dem Fachgebiet Hüft- und Knie-endoprothetik sowie Wirbelsäulendeformi-täten. Er ist in der Grundlagenforschung auf verschiedenen Gebieten, darunter der mus-kuloskeletalen Implantatentwicklung und Rekonstruktion aktiv.

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nisation ist die Entwicklung eines Mechanismus zur Überbrückung der Kluft zwischen orthopädi-schen Chirurgen und der orthopädischen Indust-rie. Die WOA wird als Plattform für Chirurgen und Medizintechnikunternehmen zur Verbesserung der orthopädischen Leistungen dienen. Die Auf-gabe der WOA besteht in der Zusammenarbeit mit Regierungsbehörden, Medizintechnikunternehmen, Chirurgen und Kliniken, um eine innovative, umfas-sende und kosteneffektive Denkweise zu schaffen, die auf die jeweilige lokale Kultur abgestimmt ist. Sie strebt zudem die Förderung der medizinischen Fortbildung, der klinischen Praxis sowie der Pro-duktforschung und -entwicklung an.

Was sind Ihrer Erfahrung nach in der Orthopädie und Endoprothetik die Hauptunterschiede zwischen China und den westlichen Ländern?

Als Schwellenland mit einer sehr großen Bevölke-rung bedeuten muskuloskelettale Erkrankungen eine sehr große Belastung für uns. Zudem haben wir noch einen sehr langen Weg vor uns, um hinsicht-lich der jüngsten Entwicklungen in der Orthopädie aufzuholen. Obwohl bereits mehr als 30 Jahre ver-gangen sind, seit die Endoprothetik ihren Einzug in China gehalten hat, hinken wir im Hinblick auf die Leitlinien, wissenschaftliche Evidenz und ähnliche Themen den Industrieländern hinterher. Dies hat zu einer großen Vielfalt geführt und in der klinischen Praxis sogar eine gewisse Verwirrung zur Folge gehabt. Diese Umstände haben zu erhöhten Versa-

gensraten und entsprechend hohen Revisionsraten in der Endo prothetik geführt. Statt die Schmerzen der Patienten zu lindern, hat dies für die Patienten zusätzliches Leid bedeutet, ganz zu schweigen von der Verschwendung medizinischer Ressourcen und einer Erhöhung der medizinischen Kosten.

Wie sehen die Pläne der COA aus?

Wir wollen uns derzeit auf 4 Aufgaben konzentrie-ren. Die erste ist die Perfektionierung des chinesi-schen Endoprothesenregisters. Zweitens werden wir ein System zur Zertifizierung von Kliniken im Bereich Endoprothetik schaffen. Die dritte Aufgabe besteht in der Standardisierung der Leitlinien für endopro-thetische Eingriffe. Und nicht zuletzt beschleunigen wir die Forschung und Entwicklung von in China hergestellten Implantaten.

Sie haben das chinesische Zertifizierungs­ und Endo­prothesenregistersystem erwähnt. Wie hat sich gemäß Ihrer langjährigen Erfahrung die Endoprothe­tik in China in den letzten Jahrzehnten entwickelt und was erwarten Sie für die Zukunft?

Die Unterschiede in der medizinischen Versorgung innerhalb Chinas sind riesig. Um die im Rahmen der Überwachung der Endoprothetik beobachteten Pro-bleme anzugehen, hat sich die COA an die Regie-rung gewandt, um das chinesische Endoprothesen-register zur Regulierung endoprothetischer Eingriffe zu schaffen. Dies hat es den Operateuren erlaubt, landesweite, epidemiologische Daten zu erhalten und so das Gesamtniveau der medizi nischen Versor-gung in der chinesischen Orthopädie zu verbessern.

2012 wurde zur Verbesserung der Patientenversor-gung unser Versorgungsmanagementsystem für Hüft- und Knieendoprothetik formell eingeführt. Das Endoprothesenregister wurde offiziell unter der Führung des COA-Endoprothesenregisteraus-schusses eingeführt. 27 große Kliniken wenden das Register bereits an, und dieses Jahr wird es für die qualifizierten Kliniken zur Pflicht. Zertifizierungssys-teme bilden die Grundlage der modernen Standar-disierung in der Chirurgie.

Fast alle großen ausländischen Hersteller sind bereits mit ihrer modernsten Technologie und ihren neuesten Spitzenprodukten in China präsent. Ein Beispiel hierfür ist die BIOLOX®delta-Keramik. Ande-rerseits beginnen in China ansässige Unternehmen auf ihre Fähigkeit und ihren Wunsch aufmerksam zu machen, eine wichtigere Rolle bei der Entwick-lung dieses Bereichs zu übernehmen. Wir freuen uns sehr, dass immer mehr chinesische Operateure, die bereits zahllose, oft sehr komplizierte endo-prothetische Eingriffe durchgeführt haben, Grund-

Orthopädie in China – Fakten und Zahlen

COA-Statistiken zufolge leiden 3 % der mehr als 1,3 Milliarden Men-schen in China unter Arthrose, und diese Zahl wird angesichts der rasch alternden Bevölkerung stetig steigen. Schätzungen zufolge wird die Anzahl der Menschen ab 60 Jahre im Jahr 2020 243 Mil-lionen erreichen und dann 18 % der Bevölkerung des Landes aus-machen. Nach den Daten der International Osteoporosis Foundation leiden 69,4 Millionen Chinesen über 50 Jahre unter Osteoporose, die 687.000 Hüftfrakturen im Jahr verursacht. Die Kosten für die Behand-lung von Hüftfrakturen werden 2020 voraussichtlich 12,5 Milliarden USD überschreiten und bis 2050 auf die enorme Summe von 264,7 Milliarden USD ansteigen.

Seit 1980 hat die Endoprothetik in China rasche Fortschritte gemacht. Die Anzahl der jährlich durchgeführten Eingriffe stieg konservativen Schätzungen zufolge von sehr wenigen Fällen auf 250.000 im Jahr 2012 an. Es gibt keine Anzeichen für eine Umkehrung dieses Trends, und die Wachstumsrate wird in der nahen Zukunft voraussichtlich auf etwa 20 % pro Jahr steigen. Die Anzahl der endoprothetischen Ein-griffe in der Orthopädischen Klinik 301 beträgt rund 2.500 pro Jahr, und der Anteil der BIOLOX®delta-Keramik an der Hüftendoprothetik beträgt etwa 75 %.

Interview (Fortsetzung)

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lagenforschung und klinische Studien betreiben und ihre Ergebnisse in internationalen und chinesischen Fachzeitschriften veröffentlichen. In Zukunft werden wir in der Lage sein, einen noch größeren Beitrag zum Wissensstand in Endoprothetik und orthopädi-scher Chirurgie zu leisten.

Was erwartet die Teilnehmer beim 8. internationalen COA­Kongress in Peking dieses Jahr?

Der 8. internationale COA-Kongress wird vom 7. bis 10. November 2013 in Peking stattfinden. Viele internationale Orthopäden-Verbände haben bereits ihre Zusage zur erneuten Bereitstellung von Instruk-tionskursen und Vorträgen bei der COA 2013 gege-ben. Hierzu gehören die AAOS, CCJR, SRS, AO Spine, AO Trauma, HSS, COFAS, ASIA, IOSM und viele mehr. Es ist mir eine große Freude, bekannt-geben zu dürfen, dass der erste Weltkongress der WOA vom 8. bis 10. November 2013 während des kommenden internationalen COA-Kongresses im Nationalen Kongresszentrum in Peking stattfinden wird. Bei dieser Veranstaltung werden weltweit führende Orthopäden und die Industrie zu einem fruchtbaren Austausch zusammenkommen. Die gemeinsame Tagung wird sicherlich ein einzigarti-ges Ereignis werden, das Maßstäbe für zukünftige Orthopädie-Kongresse setzen wird. Die Kombina-tion von Geschichte und modernem Leben macht Peking zu einer faszinierenden Stadt. Die Teilneh-mer werden die einzigartige Erfahrung der Teil-nahme an einer Fachtagung der Weltklasse in dieser beeindruckenden Stadt genießen. Wir freuen uns schon darauf, unsere Kollegen aus der ganzen Welt hier zu sehen. Peking heißt Sie willkommen!

Prof. Dr. Wang, vielen Dank für dieses Gespräch.

Der 8. Internationale COA-Kongress wird vom 7. bis 10. November 2013 in Peking, China, stattfinden.

www.coachina.org/2013/en/

Akronyme

AAOS American Academy of Orthopaedic Surgeons

AO Arbeitsgemeinschaft Osteosynthese

APSFAS Asia-Pacific Society for Foot and Ankle Surgery

ASBMR American Society for Bone and Mineral Research

CoCr Kobalt-Chrom

Cr Chrom

EFORT European Federation of National Associations of Orthopaedics and Traumatology

FFN Fragility Fracture Network

HHS Harris Hip Score

HSS Hospital for Special Surgery

HTEP Hüfttotalendoprothese

IOSM International Orthopaedics and Sports Medicine

Ke/Ke Keramik/Keramik

Ke/Me Keramik/Metall

Ke/PE Keramik/Polyethylen

Ke/XPE Keramik/hochvernetztes Polyethylen

Me/Me Metall/Metall

Me/PE Metall/Polyethylen

Me/XPE Metall/hochvernetztes Polyethylen

ORS Orthopaedic Research Society

PE Polyethylen

ROM Range of Motion

SRS Scoliosis Research Society

UHMWPE Ultra high molecular weight polyethylene

XPE hochvernetztes Polyethylen

Mediathek zum Mitnehmen

CeraFacts (auf USB-Stick) bietet umfassende Infor-mationen über Keramikimplantate für den Primär-eingriff und die Revision sowie deren Handhabung (OP-Mitschnitte, Animationen, klinische und techni-sche Hinweise).

Fordern Sie CeraFacts von CeramTec an (siehe Faxformular).

http://www.ceramtec.com/biolox/media-library/cerafacts/

Vortragsmitschnitte des BIOLOX®-Symposiums 2012 zum Gratis-Abruf

Beim 14. BIOLOX®-Symposium 2012 wurden mehr als 60 Vorträge aus über 12 Sitzungen aufge-nommen. Das Symposium fand in Verbindung mit der CCJR-Frühjahrstagung in Las Vegas statt.

Die Videos stehen kostenfrei auf den Websites von CeramTec und CCJR zur Verfügung.

http://www.ceramtec.com/biolox/symposium/ http://stream.ccjr.com/ccjr/webcourse/index.cfm

Fortbildung

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Studie:

Ke/Ke hat nach 17 Jahren Follow-up höchste Überlebensrate

Dr. Aldo Toni (Italien) stellte das Ergebnis von 9.981 primären Ke/Ke-HTEP vor, die zwischen 1994 und 2011 am Rizzoli-Institut für Orthopädie (Bo logna, Italien) implantiert wurden. Die Überlebensrate mit Endpunkt alle Revisionen betrug 94,3 % für Ke/Ke, 90,5 % für Me/Me und 86,3 % für konventionelles Polyethylen in Kombination mit Metall- oder Kera-mik-Kugelköpfen. Dr. Toni stellte fest, dass Ke/Ke die längste Standzeit erreicht hat.

Studie:

Vielversprechende Frühergebnisse mit Ke/Ke-HTEP in in einer großen Patientenkohorte

Wei Li et al. (China) berichteten über die Ergebnisse einer retrospektiven Untersuchung von 485 Ke/Ke-HTEP (402 primäre Eingriffe, 83 Revisionsfälle), wel-che zwischen 2007 und 2011 implantiert wurden.

Das Durchschnittsalter der Patienten (275 männlich, 210 weiblich) zum Operationszeitpunkt lag bei 48,9 (22–75) Jahren. In 326 Fällen wurden Gleitpaarun-gen aus Aluminiumoxidkeramik (BIOLOX®forte) ver-wendet (28 mm in 297 Fällen, 32 mm in 29 Fällen). Die Mischoxidkeramik BIOLOX®delta kam in 159 Fällen zum Einsatz (36 mm in 137 Fällen, 32 mm in 22 Fällen). Das durchschnittliche Follow-up betrug 32 (6–68) Monate. In 7 Fällen kam es zu einer Luxation. Keramikfrak-turen, Quietschen, Infektionen oder Anzeichen für Lockerung wurden nicht beobachtet. Die Autoren folgerten, dass die Studie vielverspre-chende Frühergebnisse für die Ke/Ke-Gleitpaarung bei dieser Patientengruppe liefert. Sie wiesen darauf hin, dass die sachgerechte Handhabung kerami-scher Komponenten und eine korrekte Implanta-tionstechnik grundlegende Voraussetzungen für das Erzielen hervorragender Langzeitergebnisse sind.

5 Studien:

Vielversprechende Frühergebnisse mit Ke/Ke-HTEP (BIOLOX®delta)

In einer retrospektiven Studie analysierten Jiying Chen et al. (China) 1.851 Ke/Ke-HTEP (BIOLOX®delta), die zwischen 2009 und 2012 implantiert wurden. Bei 132 Patienten (177 HTEP) betrug das Follow-up mindestens 2 Jahre. Bei 5 Hüften (2,8 %) kam es zu Geräuschen. Die Autoren befanden, dass die Frühergebnisse mit Ke/Ke-HTEP (BIOLOX®delta) in dieser Serie vielversprechend sind.

Yonggang Zhou et al. (China) untersuchten 1.206 Ke/Ke-HTEP (BIOLOX®delta, 36 mm bei 1.168 Hüften, 32 mm bei 1 Hüfte, 28 mm bei 37 Hüften). Hierbei handelte es sich um 1.084 primäre HTEP und 122 Revisionsfälle. Das Durchschnittsalter der Patienten zum Operationszeitpunkt lag bei 53,7 (23–71) Jahren. Das durchschnittliche Follow-up betrug 22,3 Monate. Es wurden keine Infektionen, Keramikfrakturen oder Anzeichen für Lockerung beobachtet. In 4 Fällen wurden Geräusche festgestellt, die jedoch nicht wie-der auftraten. In 2 Fällen kam es zur Luxation. Die Autoren folgerten, dass die Studie vielverspre-chende Frühergebnisse für die Ke/Ke-HTEP liefert, und kündigten an, dass ein mittelfristiges Follow-up weitere Ergebnisse bringen wird.

Wanshou Guo et al. (China) bewerteten die retro-spektiv erhobenen Ergebnisse von 115 Ke/Ke-HTEP (BIOLOX®delta, 32 mm, 36 mm), die bei 90 Pati-enten (72 männlich, 18 weiblich) zwischen 2010 und 2011 eingesetzt wurden. In allen Fällen wurde dasselbe Prothesensystem verwendet. In 22 Fällen (19 %) wurde ein 32mm-Kugelkopf verwendet, in 93 Fällen ein 36mm-Kugelkopf (81 %).

Keramik/Keramik­HTEP hatten die längste Standzeit, mit stetig abnehmender Inzidenz des Frakturrisikos. Sie sind der Goldstandard für aktive Patienten.

- Dr. Aldo Toni (Italien)In: CCJR, a short course (proceedings)

16. November 2012, S.5

Höhepunkte der 7. Jahrestagung der Chinese Orthopaedic Association (COA)

Peking (China), 15.–18. November 2012

Die Jahrestagung der COA hat sich zum zweitgrößten Orthopä­diekongress weltweit entwickelt und wird von einer wachsenden Zahl internationaler Organisationen unterstützt. Erstmals wurden eine Tagung von Current Concepts in Joint Replacement (CCJR) und ein EFORT­Kurs in Verbindung mit dem COA­Kongress in Pe­king abgehalten. Auf der CCJR­Tagung berichtete Dr. Aldo Toni (Italien) über her­vorragende 17­Jahresergebnisse mit mehr als 9.000 Ke/Ke­HTEP. Zahlreiche chinesische Experten stellten ihre klinischen Erfah­rungen mit Keramik­Gleitpaarungen auf dem COA­Kongress vor. Sie hoben mehrfach hervor, dass eine sorgfältige Implantations­technik und korrekte Positionierung der Komponenten eine zu­nehmend bedeutende Rolle bei der Gewährleistung erfolgreicher klinischer Outcomes spielen. CeraNews bietet einen Überblick über die neuesten Ergebnisse.

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Das Durchschnittsalter der Patienten zum Opera-tionszeitpunkt lag bei 44 (22–69) Jahren. Die Haupt-diagnosen waren Hüftkopfnekrose (84,3 %) und Dysplasiecoxarthrose (8,6 %). Das durchschnittliche Follow-up betrug 13 (10–16) Monate. Während des Follow-up-Zeitraums wurden keine Fälle von Osteolyse, Quietschen oder Infektion beobachtet. Der durchschnittliche HHS verbesserte sich von präoperativ 49,5 auf 94 postoperativ (p < 0,05). Bei einem Patienten mit anormaler Muskel-spannung kam es zu einer Luxation. Die Autoren folgerten, dass die Frühergebnisse mit Ke/Ke-HTEP dank der hervorragenden Gelenksta-bilität und der beeindruckenden Verbesserung der ROM sehr vielversprechend sind. Sie empfahlen ein sorgfältiges operatives Vorgehen, um exzellente Langzeitergebnisse zu erzielen.

Die Luxation stellt eine häufige Komplikation der HTEP dar. Xisheng Weng et al. (China) untersuch-ten 106 Ke/Ke-HTEP (BIOLOX®delta), die bei 106 Patienten (69 männlich, 37 weiblich) zwischen 2010 und 2012 eingesetzt wurden. Das Durchschnittsal-ter zum Operationszeitpunkt betrug 50,8 (19–81) Jahre. In 4 Fällen (3,8 %) kam es zu einer Luxa-tion. Alle Patienten mit Luxation konnten entweder durch eine konservative Behandlung (in 2 Fällen) oder Reoperation (in 2 Fällen) erfolgreich behandelt werden. Beim letzten Follow-up waren die Hüftge-lenke stabil. Aufgrund der Ergebnisse dieser retrospektiven Stu-die empfahlen die Autoren ein sorgfältiges operati-ves Vorgehen, um eine Instabilität des Hüftgelenkes bei Ke/Ke-HTEP zu vermeiden.

Jianchun Zeng et al. (China) evaluierten 87 Patien-ten, die zwischen 2008 und 2011 mit Ke/Ke-HTEP (BIOLOX®delta, 36 mm) primär versorgt wurden. In allen Fällen wurde dasselbe Prothesensystem ver-wendet. Hauptdiagnosen waren Hüftkopfnekrose (n = 39) und Arthrose (n = 35). Das Durchschnitts-alter zum Operationszeitpunkt lag bei 50,4 (28–56) Jahren. Das durchschnittliche Follow-up betrug 18,6 (6-38) Monate. Der durchschnittliche HHS verbes-serte sich signifikant von 57 ± 7,2 präoperativ auf 93,5 ± 3,7 postoperativ.In 2 Fällen wurden Geräusche festgestellt, die jedoch nicht wieder auftraten. Es wurden keine Fälle von Luxation, Keramikfraktur oder Anzeichen für Locke-rung beobachtet. Die Autoren folgerten, dass die Frühergebnisse mit Ke/Ke-HTEP (BIOLOX®delta) vielversprechend sind. Sie hoben hervor, dass eine sorgfältige Opera-tionstechnik, die korrekte Positionierung der Kom-ponenten und die sachgerechte Handhabung der keramischen Komponenten grundlegende Voraus-setzungen für das Erzielen hervorragender Langzeit-ergebnisse sind.

Studie:

Geringe Komplikationsrate von kera-mischen Komponenten in einer großen Patientenkohorte

Hong Zhang et al. (China) berichteten, dass Ke/Ke-Gleitpaarungen wegen ihrer geringen Abriebraten zu einer beliebten Versorgungsoption bei jüngeren Patienten in China geworden sind. Das Risiko eines frühzeitigen Versagens aufgrund von Keramikfraktur gebe jedoch noch Anlass zu Beden-ken. Deshalb führten die Autoren eine retrospektive Evaluierung der Komplikationsrate von 2.311 Ke/Ke-HTEP (BIOLOX®forte) durch.

Keramikfrakturen traten in 2 Fällen (0,1 %) auf: In einem Fall war das Insert nicht vollständig in der Pfanne fixiert, im anderen Fall kam es infolge eines Traumas zur Fraktur des Kugelkopfes. In dieser Stu-die wurde keine weitere Kugelkopffraktur beobach-tet. Die unvollständige Verankerung des Keramik-Inserts lässt sich durch einen technischen Fehler während der Operation erklären. Dieses Problem wurde bereits in der Fachliteratur beschrieben.

Die Autoren folgerten, dass die sorgfältige Opera-tionstechnik, die korrekte Positionierung der Endo-prothese und der sichere Umgang mit keramischen Komponenten eine bedeutende Rolle als vorbeu-gende Maßnahmen zur Vermeidung von Keramik-frakturen und für das Erzielen hervorragender Lang-zeitergebnisse spielen.

COA­EFORT­Kurs (von links nach rechts): Prof. Dr. Karl Knahr, Dr. Aldo Toni, Prof. Dr. Michael Morlock, Prof. Dr. Christoph H. Lohmann, Prof. Dr. Robert Streicher Quelle: Orthonline

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Studie:

Signifikant geringere lineare Abriebrate für Ke/PE vs. Me/PE bei Patienten ≤ 60 Jahre nach 10 Jahren Follow-up

Yuchi Zhao et al. (China) berichteten über die Ergebnisse aus Abriebmessungen bei 8 Patienten (5 männlich, 3 weiblich), die gleichzeitig eine bilaterale HTEP erhielten. Das Durchschnittsalter zum Opera-tionszeitpunkt lag bei 52 (45–60) Jahren. Es wurde ein 10-Jahres-Follow-up durchgeführt. Der durchschnittliche lineare Abrieb für Me/PE betrug 0,25 ± 0,10 mm/Jahr. Im Gegensatz dazu betrug die signifikant geringere durchschnittliche lineare Abriebrate für Ke/PE 0,14 ± 0,06 mm/Jahr.

Studie:

Ke/Ke vs. Me/PE – Frühergebnisse zeigen noch keinen klaren Trend

Liqing Yang et al. (China) verglichen die Ergebnisse von 22 zementfreien Ke/Ke-HTEP (20 Patienten) und 22 zementfreien Me/PE-HTEP (22 Patienten), die zwischen 2007 und 2010 eingesetzt wurden. Ein Versagen der Gleitpaarungen wurde nicht beob-achtet. Nach einem Mindest-Follow-up von 6 Mona-ten gab es weder bei den klinischen noch funktio-nellen Ergebnissen signifikante Unterschiede. Die Autoren hoben hervor, dass Ke/Ke aufgrund der hervorragenden Abriebbeständigkeit die optimale Gleitpaarung für junge Patienten ist.

Metaanalyse:

Ke/Ke vs. Me/PE – Ke/Ke erweist sich nach 8 Jahren Follow-up als sichere und effektive Versorgung

Die Sicherheit und Effektivität von Ke/Ke-HTEP im Vergleich zu Me/PE-HTEP wurde von Lei Tian et al. (China) untersucht. Die Metaanalyse basierte auf 4 Studien unter Einbeziehung von 1.547 Ke/Ke-HTEP und 352 Me/PE-HTEP im Zeitraum von 1990 bis 2011. Das Durchschnittsalter der Patienten zum Operationszeitpunkt lag bei 53 (39–65) Jahren. Das durchschnittliche Follow-up betrug 8 (5,4–12,5) Jahre. Anhand der Ergebnisse dieser Metaanalyse kamen die Autoren zu dem Schluss, dass Ke/Ke-HTEP eine sichere und effektive Behandlung für Patienten mittleren Alters im mittelfristigen Follow-up-Zeitraum darstellt.

Studie:

Ke/Ke vs. Me/PE – höhere Überlebensrate für Ke/Ke bei aktiven Patienten < 50 Jah-re nach 5 Jahren Follow-up

Junying Sun et al. (China) führten eine retro-spektive Analyse von 82 HTEP durch, die zwischen 1995 und 2005 implantiert wurden. Die Patien-ten wurden nach Alter und Aktivitätsniveau in 2 Gruppen eingeteilt. In Gruppe A befanden sich 21 Patienten mit 22 Ke/Ke-HTEP und 18 Patienten mit 20 Me/PE-HTEP. Diese Patienten wiesen ein hohes Aktivitätsniveau auf und waren jünger als 50 Jahre. Gruppe B umfasste 21 Patienten mit 21 Ke/Ke-HTEP und 19 Patienten mit 19 Me/PE-HTEP. Diese Patien-ten waren 50 Jahre oder älter und hatten ein nied-rigeres Aktivitätsniveau. Das Follow-up betrug für beide Gruppen mindestens 5 Jahre. In Gruppe A mussten Me/PE-HTEP in 3 Fällen revi-diert werden (7,5 %). In der Ke/Ke-Gruppe wurde kein Versagensfall festgestellt. Nach 5 Jahren gab es in Gruppe B weder bei den klinischen noch funk-tionellen Ergebnissen signifikante Unterschiede. In Gruppe A ergab die Kaplan-Meier-Überlebenszeit-analyse signifikant bessere Ergebnisse für Ke/Ke-HTEP als für Me/PE-HTEP.

Präklinische Tests:

Prof. Dr. Zongmin Jin (China) bot einen interes-santen Überblick über den aktuellen Stand der prä-klinischen Prüfung künstlicher Gelenke im Labor. Es gibt eine Reihe chinesischer Initiativen zur Entwick-lung geeigneter Standards und wissenschaftlicher Prüfmethoden, die in enger Zusammenarbeit mit Experten aus nationalen und internationalen Ein-richtungen erfolgen.

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Quelle: Orthonline

Die Präsentation von Prof. Dr. Zongmin Jin kann per QR­Code abgerufen werden. http://www.ceramtec.com/biolox/

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media-library/ceranews-plus/

Literatur

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Weiterführende Literatur (chinesisch)

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Zhang HN et al. Large diameter ceramic-on-ceramic THA for avascular necrosis of the femoral head. Chinese Journal of Joint Surgery (electronic version), 2012, 06(02):10-12

COA-Jahrestagung – Fakten und Zahlen Die COA-Jahrestagung hat sich zu einem bedeutenden akademischen Ereignis in der Orthopädie entwickelt. 2012 nahmen mehr als 15.000 orthopädische Chirurgen aus 49 Ländern am Kongress teil. 15.352 Vorträge wurden von Wissenschaftlern aus aller Welt eingereicht. Insgesamt wurden 2.505 Vor-träge gehalten, 111 Kurse gegeben, 527 Gast-vorträge gehalten, 1.785 freie Vorträge vor-gestellt und 82 Fallbeispiele diskutiert. Zudem wurden 2.425 Poster präsentiert. 137 ortho-pädische Gesellschaften aus der ganzen Welt und 170 Vorstände nationaler und interna-tionaler Orthopäden-Vereini gungen nahmen an der Tagung teil. 22 internationale ortho-pädische Organisationen, da runter AAOS, EFORT, CCJR, AO Spine, HSS, ORS, ASIA, FFN, ASBMR, APSFAS und CSOS, boten fachspe-zifische Instruktionskurse und Vorträge an, die vom Publikum gern angenommen wur-den. Zudem stellten etwa 210 ausländische und chinesische Unternehmen ihre Produkte und Dienstleistungen in der Kongresshalle auf einer Fläche von 25.000 m2 vor. Während des Kongresses fanden 39 Satellitenveranstaltun-gen statt.

Der 8. Internationale Kongress der Chinese Orthopaedic Association (COA) wird zusam-men mit dem ersten Weltkongress der World Orthopaedic Alliance (WOA) vom 8. bis 10. November 2013 in Peking stattfinden. www.coachina.org/2013/en/index.asp

COA­CCJR­Kurs: Prof. Dr. Yan Wang, Prof. Dr. A. Seth GreenwaldQuelle: CeramTec

COA­CCJR­Kurs (COA 2012)Quelle: Orthonline

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Neue Lösungen mit KeramikCeramTec Medical Engineering fokussiert auf Produktentwicklung jenseits der Hüfte

In der Hüftendoprothetik ist Keramik seit vielen Jahren ein be­währtes und sehr erfolgreiches Material. Für welche anderen Einsatzgebiete wünschen sich Ärzte Implantate und Komponen­ten aus dem verschleißfesten und biokompatiblen Werkstoff? Diese Frage stellte CeramTec Medizinern auf der ganzen Welt. Ihre Antworten (siehe Tabelle) haben uns bestärkt, einen neuen Geschäftsbereich für die Entwicklung keramischer Produkte für neue Anwendungsgebiete zu gründen.

Die Antworten der Ärzte zeigen einen sehr klaren Trend: Überall wo Knochen und Gelenke behandelt oder ersetzt werden, gibt es ein großes Interesse an keramischen Alternativen zu den Implantaten und Instrumenten aus Metall. Auch aus der orthopädischen Industrie bekommen wir immer häufiger Anfragen nach keramischen Optionen. Selbst Patienten aus aller Welt wenden sich direkt an uns, um sich nach Möglichkeiten der Versorgung mit keramischen Komponenten zu erkundigen. Ihr zunehmendes Interesse hat offenbar mit einer gewissen Verunsicherung zu tun, die durch die öffentliche Diskussion über Probleme mit Metall/Metall-Gleitpaarungen ausgelöst wurde.

Der Absatz der Komponenten für die Hüfte entwickelt sich weiter gut – 2012 haben wir mehr als eine Million Stück ausgeliefert. CeramTec hat nun beschlos-sen, die Entwicklung neuer Produkte für die Medizin zu forcieren. Sie ist die wich-tigste Aufgabe des neuen Bereichs Medical Engineering in Lauf nahe Nürnberg. An diesem Standort stellen mehr als 500 Mitarbeiter Hochleistungskeramik her.

Medical Engineering hat seine Wurzeln im Geschäftsbereich Medizintechnik, der die BIOLOX®-Keramik zum weltweiten Standard für die Hüftendoprothetik gemacht hat. Aus diesem Geschäftsbereich stammt auch der größte Teil des Teams – ich selbst war dort fast zehn Jahre tätig. Gemeinsam haben beide Bereiche, dass wir unsere Arbeit immer als enge Kooperation begreifen: mit den Ärzten und den Implantateherstellern. Zu den möglichen Einsatzgebieten für künftige Produkte zählen wir Schulter und kleine Gelenke, Wirbelsäule, chirur-gische Instrumente, Zahnmedizin und Knochenersatzmaterial. Wir fokussieren dabei vor allem auf diese Themen:

• Entwicklung von Produkten für neue Einsatzbereiche der Biokeramik• Abriebreduktion und Vermeidung von Osteolyse (Gelenke)• Verbesserte Bildgebung/Vermeidung von Artefakten (Wirbelsäule)• Verhinderung mikrobiologischer Besiedlung von Implantaten• Entwicklung neuer Werkstoffe

Die neuen Produkte sollen als OEM-Lösungen vermarktet werden. Die Entwicklungsarbeit läuft bereits auf Hochtouren. Im Bereich Dental arbeiten wir zum Beispiel an einer umfassenden Technolo-gieplattform für keramische Zahnimplantate. Im Bereich Wirbelsäule konzentriert sich das Team vor allem auf die Entwicklung keramischer Cages. Wei-tere Schwerpunkte sind Lösungen für den totalen Bandscheibenersatz sowie Spacer. Für die Versor-gung der Wirbelsäule und den Bereich Trauma gibt es schon erste Proto typen. Für die Schulterendo-prothetik sind bereits die ersten vielversprechenden Projekte gestartet.

Weitere Information über Medical Engineering finden Sie in der Imagebroschüre „BIOLOX®-Family – The Future in your Hand“, die Sie mit dem Antwortfax oder online bestellen können. http://www.ceramtec.de/markt/medizintechnik/

Heinrich Wecker ist Leiter des Bereichs Medical Engineering am CeramTec­Standort in Lauf. Er war vorher Director Marketing and Sales, Central and East Europe, im Geschäftsbereich Medizintechnik.

Inside

Weitere Informa­tionen können mit dem QR­Code ab­gerufen werden.

Angaben in Prozent, n=246 / Mögliche Anwendungen für Keramik

Sehr interessiert Interessiert Nicht

interessiert

Schulter und kleine Gelenke (Sprunggelenk, Finger etc.)

64 22 14

Chirurgische Instrumente 31 59 10

Komponenten für die Traumaversorgung 72 19 9

Komponenten für die Wirbelsäule 49 48 3

CeramTec hat chirurgisch tätige Ärzte verschiedener Fachbereiche befragt, an welchen neuen Anwendungen für Biokeramik sie besonders großes Interesse haben.

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Tribologie

Update zur Konuskorrosion: Welche Rolle spielen Keramik-Kugelköpfe?

von Prof. Dr. Steven M. Kurtz

Konuskorrosion ist in der Ortho-pädie kein neues Problem – aller-dings waren wir bis vor kurzem der Meinung, es sei gelöst. Die metallischen Biomaterialien, die wir für Hüft- und Knieimplantate einsetzen, insbesondere auf Kobalt und Titan basierende Legierungen, gehören zu den korrosionsbeständig-sten Werkstoffen, die bei Implantaten zum Einsatz kommen. Für sie sind vorwiegend gute klinische Ergeb-nisse über viele Jahrzehnte nachge-wiesen. In den 1980ern und 1990ern untersuchten Forscher die Korrosion an der Verbindung zwischen modu-laren Kugelköpfen und -schäften im Detail.1-6 Diese ersten Studien trugen dazu bei, Korrosionsprodukte von modularen Verbindungen an metal-lischen Schäften zu identifizieren und den Korrosionsmechanismus zu erfor-schen, bei dem nun von einem kom-plexen Spaltkorrosionsprozess mit mechanischen Aspekten ausgegangen wird (für weitere Details siehe den Bei-trag von Prof. Dr. Robert Streicher auf S. 14 ff). Diese mechanistische Grund-lagenforschung fokussierte jedoch fast ausschließlich auf Kugelköpfe aus Kobalt-Chrom-Legierungen (CoCr) mit Schäften aus Kobalt- oder Titan-legierungen.

Angesichts wachsender Beden-ken hinsichtlich Konuskorrosion bei mo du laren Metall/Metall-Hüftdesigns mit großem Kugelkopf,7,8 modularen Zwei-Komponenten-Schäften9 sowie seit neuestem Metall/Polyethlyen-Hüftdesigns10 wächst das Interesse am Problem der Freisetzung von Metallpartikeln aus modernen modu-

laren Verbindungen und der Möglich-keit seltener Komplikationen, unter anderem durch adverse lokale Gewe-bereaktionen (ALTR). Bis vor kurzem gab es nur wenige Veröffentlichun-gen zum Thema Konuskorrosion in Verbindung mit Keramik-Kugelköp-fen. Ziel des vorliegenden Artikels ist die kurze Zusammenfassung einiger der wichtigsten Studien, in denen auf Konuskorrosion in Verbindung mit Keramik-Kugelköpfen in modularen Hüftsystemen eingegangen wird. Zudem soll auf Grundlage der aktuel-len Erkenntnisse unserer Forschungs-gruppe eine neu entstehende Pers-pektive dieser Problematik aufgezeigt werden.

Im Rahmen der Erforschung von Produkten der Konuskorrosion in den 1990ern untersuchten Forscher wie unter anderem Urban, Gilbert, Jacobs und Kollegen ein breites Spektrum von Hüftimplantatdesigns und richteten ihr Augenmerk dabei besonders auf modulare Verbindun-gen, bei denen sowohl der Kugelkopf als auch der Schaftkonus aus Metall bestanden.3-6,11,12 In dieser Sammlung befand sich ein Autophor-Hüftimplan-tat – ein früher CoCr-Schaft mit einem Aluminiumoxidkeramik-Kugelkopf aus BIOLOX®-Keramik der ersten Gen-eration. Von diesem einen Keramikex-plantat und ihrer größeren Sammlung von Metallkomponenten ausgehend, beobachteten Urban und Kollegen,5 dass „die Korrosionsprodukte an der Verbindung der Module aller unter-suchten Endoprothesen unabhängig von Implantatdesign oder Material-paarung ähnlich ausfielen, selbst wenn ein Keramik-Kugelkopf ver-wendet wurde.“ Nachdem in diesen frühen Studien die grundlegenden Mechanismen der Konuskorrosion ermittelt worden waren, wurde das Thema der modularen Konuskorro-sion in der orthopädischen Diskussion weitgehend durch das Problem der

Wenn man eine Sache verstehen will, muss man ihren Anfang und ihre Entwicklung betrachten.

– Aristoteles

Prof. Dr. Steven M. Kurtz ist Forschungs-professor und Direktor des Implant Research Center an der School of Biomedical Engineering, Science and Health Systems der Drexel Univer-sity in Philadelphia, USA. Bei Exponent, Inc., einem internationalen Consultingunternehmen im Bereich Wissenschaft und Ingenieurtechnik, ist er außerdem Corporate Vice President, Direk-tor der Abteilung Biomedical Engineering und Direktor der Niederlassung Philadelphia. Sein Fachgebiet ist das klinische Verhalten von Polyethylen-, Keramik- und Metall/Metall-Hüft-implantaten. Im Rahmen seiner beruflichen Laufbahn war er an der Erprobung medizin-technischer Produkte aus einer sowohl analyti-schen als auch experimentellen und klinischen Perspektive beteiligt. In seiner Forschungs-tätigkeit hat er sich insbesondere dem klini-schen Verhalten von Medizinprodukten unter Realbedingungen gewidmet. Hierzu gehören unter anderem orthopädische, spinale und kardiovaskuläre Implantate, deren Leistungs-fähigkeit anhand von Explantaten sowie unter Einbeziehung von Datenbanken nationaler Gesundheitssysteme überprüft werden. Wei-tere Forschungsthemen sind das mechanische Verhalten synthetischer Biomaterialien, die Kontaktmechanik von Endoprothesen und die strukturelle Evaluierung von Knochen-Implan-tat-Systemen.

Prof. Dr. Kurtz ist in zahlreichen wissenschaftli-chen Gesellschaften aktiv, unter anderen in der American Academy of Orthopaedic Surgeons, der American Association of Hip and Knee Sur-geons, der Knee Society und der American Soci-ety for Testing and Materials. Er hat 5 Bücher herausgegeben und mehr als 150 Zeitschriften-artikel und 400 Konferenz-Abstracts verfasst.

Kontakt: Prof. Dr. Steven M. Kurtz Drexel University School of Biomedical Engineering, Science & Health Systems 3141 Chestnut Street Philadelphia, PA 19104, USA Telefon: +1 215 594 8851 Telefax: +1 215 594 8899 E-Mail: skurtz@drexel.edu

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Osteolyse und der aseptischen Locke rung aufgrund von Polyethylenabrieb verdrängt, das die Fachtagun-gen 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, warn-ten die Autoren vor einer übermäßigen Verallge-meinerung ihrer Resultate im Hinblick auf andere Designs und Implantatsysteme. Sie folgerten, dass „schlussendlich nur die sorgfältige Überprüfung des klinischen Verhaltens und die Analyse von Explan-taten die Leistungsfähigkeit von modularen Kera-mik-Metall-Verbindungen [im Vergleich zu Metall-Metall-Verbindungen] zeigen kann.“ 13

Explantatstudie Unsere Gruppe begann die Untersuchung der Hüft-explantat-Sammlung am Implant Research Center der Drexel University mit dem Ziel, die Konuskor-rosion von Keramik- mit Metall-Kugelkopf sys te-men zu vergleichen. Wie beim Alternative Bearings Mini-Symposium auf der AAHKS (November 2012) berichtet, deuten unsere laufenden Studien dar-auf hin, dass Keramik-Kugelköpfe zu einer Redu-zierung der Schaftkorrosion beitragen, wobei wir noch im Begriff sind, den Umfang dieser Redu-zierung zu quantifizieren. Es handelt sich um eine anspruchsvolle Fragestellung, da die Konuskor-rosion 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 verschie-denen 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 konzentrie-ren. Zunächst wurden alle Implantatsysteme aus der Studie ausgeschlossen, die über die Verbindung von Konus und Kugelkopf hinaus weitere modu-lare Elemente aufwiesen. Dies bedeutet, dass keine Keramik-Kugelköpfe mit Metallhülsen in die Stu-die aufgenommen wurden. Auch modulare Hälse und Schäfte wurden ausgeschlossen. Alle Hüft-implantate in der Kohorte der Keramik-Kugelköpfe stammten aus Keramik/Polyethylen- oder Keramik/Keramik-Gleitpaarungen. Die Hüftimplantate in der Kohorte der Metall-Kugelköpfe waren aus-schließlich Metall/Polyethylen-Gleitpaarungen. Die Schäfte umfassten eine Vielzahl von auf Kobalt und Titan basierenden Legierungen von großen Herstel-lern. 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

Tribologie (Fortsetzung)

Abb. 1: Typischer Schaftkonus aus der Keramik­Kugelkopf­Kohorte mit leichter Reibungsspur und Korrosion (mittlerer Punktwert = 2)

Abb. 2: Typischer Schaftkonus aus der CoCr­Kugelkopf­Kohorte mit mäßiger Reibungs­spur und Korrosion (mittlerer Punktwert = 3)

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Im Vergleich zu CoCr­Kugelköpfen reduzieren Keramik­Kugelköpfe die Konuskorrosion an der Schnittstelle zwischen Konus und Kugelkopf.

– Prof. Dr. S. Kurtz

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Die in diesem Artikel beschriebene Studie ist noch nicht abgeschlossen. Wir haben aber bisher in der Keramik-Kugelkopf-Kohorte signifikant weniger Korrosion festgestellt als in der Metall-Kugelkopf-Kohorte (Abb. 1–3). Der mittlere Reibungs- und Kor-rosionspunktwert betrug mit Keramik-Kugelköpfen 2 (Abb. 1). Mit CoCr-Kugelköpfen betrug dieser Wert 3 (Abb. 2). Zurzeit versuchen wir die Frei-setzung von Metallpartikeln durch diese Konusse anhand modernster Messtechniken zu quantifi-zieren, darunter der Analyse mit einem hochpräzisen Talyrond-Rundheitsmesssystem (Taylor Hobson).

Zusammenfassung Diese Studie enthält wichtige Implikationen im Hinblick auf die Entstehung von Metallpartikeln in modularen Hüftsystemen. Bisher sind Keramik-Kugelköpfe fast ausschließlich im Hinblick auf die Reduzierung von Abrieb an der Gleitfläche unter-sucht worden.

Es gibt zunehmende Hinweise darauf, dass Keramik-Kugelköpfe neben der Reduzierung des Abriebs auch eine Rolle bei der Verringe-rung der Konuskorrosion spielen. Bei Tagungen im kommenden Jahr sind wei-tere Daten zum Status dieser Forschungstätig-keit zu erwarten.

Danksagung

Der Verfasser dankt Prof. Dr. Clare Rimnac, Case Western Reserve University, und Prof. Dr. J. L. Gilbert, Syracuse Uni-versity, für ihre Ideen und viele hilfreiche Gespräche.

Abb. 3: Mittlerer Korrosionspunktwert für Schäfte in den Keramik­ und Metall­Kugelkopf­Kohorten

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Mittlerer Reibungs- und Korrosionspunktwert

Keramik-Kugelkopf-Kohorte

Metall-Kugelkopf-Kohorte

Referenzen 1 Black J. Does Corrosion Matter? J Bone Joint Surg-Br 1988;70:517-202 Collier JP, Surprenant VA, Jensen RE, Mayor MB. Corrosion at the interface of cobalt-alloy heads on titanium-alloy stems. Clin Orthop Relat Res 1991;305-123 Gilbert JL, Buckley CA, Jacobs JJ. In vivo corrosion of modular hip prosthesis components in mixed and similar metal combinations. The effect of crevice, stress, motion, and alloy coupling. J Biomed Mater Res 1993;27:1533-444 Gilbert JL, Jacobs JJ. The mechanical and electrochemical processes associated with taper fretting crevice corrosion: a review. In: Marlowe D, Parr J, Mayor MB, editors. Modularity of Orthopedic Implants. Conshohocken, PA: ASTM; 1997;45-595 Urban RM, Jacobs JJ, Gilbert JL, Rice SB, Jasty M, Bragdon CR, Galante JO. Characterization of solid products of corrosion generated by modular-head femoral stems of different designs and materials, STP 1301. In: Marlowe D, Parr J, Mayor MB, editors. Modularity of Orthopedic Implants. Conshohocken, PA: ASTM; 1997;33-446 Jacobs JJ, Gilbert JL, Urban RM. Corrosion of metal orthopaedic implants. J Bone Joint Surg-Am 1998;80:268-827 Langton DJ, Sidaginamale R, Lord JK, Nargol AV, Joyce TJ. Taper junction failure in large-diameter metal-on-metal bearings. Bone & Joint Research – Hip 2012;1:56-63

8 Langton DJ, Jameson SS, Joyce TJ, Gandhi JN, Sidaginamale R, Mereddy P, Lord J, Nargol AV. Accelerating failure rate of the ASR total hip replacement. J Bone Joint Surg-Br 2011;93:1011-69 Gill IP, Webb J, Sloan K, Beaver RJ. Corrosion at the neck-stem junction as a cause of metal ion release and pseudotumour formation. J Bone Joint Surg Br 2012;94:895-90010 Cooper HJ, Della Valle C, Berger RA, Tetreault BA, Paprosky W, Sporer S, Jacobs JJ. Corrosion at the Head-Neck Taper as a Cause for Adverse Local Tissue Reactions After Total Hip Arthroplasty. J Bone Joint Surg-Am 2012;94:1655-6111 Urban RM, Jacobs JJ, Gilbert JL, Galante JO. Migration of corrosion products from modular hip prostheses. Particle microanalysis and histopathological findings. J Bone Joint Surg-Am 1994;76:1345-5912 Jacobs JJ, Urban RM, Gilbert JL, Skipor AK, Black J, Jasty M, Galante JO. Local and distant products from modularity. Clin Orthop Relat Res 1995;94-10513 Hallab NJ, Messina C, Skipor A, Jacobs JJ. Differences in the fretting corrosion of metal-metal and ceramic-metal modular junctions of total hip replacements. J Orthop Res 2004;22:250-914 Goldberg JR, Gilbert JL, Jacobs JJ, Bauer TW, Paprosky W, Leurgans S. A multicenter retrieval study of the taper interfaces of modular hip prostheses. Clin Orthop Relat Res 2002;149-61

Sind Sie an Explantatforschung interessiert? Sie können helfen! Im Rahmen unserer laufenden Explantatforschung wäre jeder Zugang zu explantierten Keramik-Kugelkopf- und Schaft-Paaren mit einer Standzeit von mehr als 10 Jahren in vivo sowie zu Keramik-Kugelköpfen mit Metallhülsen (zum Beispiel BIOLOX®OPTION-Kugelköpfe) sehr hilfreich. Falls Sie an der Mitarbeit in Form der Bereitstellung explantierter Produkte und zugehöriger (anonymi-sierter) klinischer Daten im Rahmen unseres multizen-trischen Explantatforschungsprogramms interessiert sind, zögern Sie bitte nicht, sich an den Verfasser zu wenden (skurtz@drexel.edu). Wir haben Protokolle zum internationalen Versand von Explantaten erstellt und arbeiten heute mit mehr als 12 klinischen Zentren in den USA und Europa zusammen.

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Fortbildung

Grundlagen – Korrosion und Reibkorrosion (Fretting)von Prof. Dr. Robert Streicher

Einleitung

In der Orthopädie verwendete Metalle sind hochfeste, biokompa­tible Legierungen. Sie werden vorwiegend für die Strukturkompo­nenten der Implantate eingesetzt. Je nach ihrer Zusammensetzung können sie wie Edelstahl und CoCr­Legierungen inert sein oder wie Titan und Titanlegierungen osteogene Zellen anziehen. Für Medizinprodukte werden drei Metalle und Legierungen in ver­schiedenen Zusammensetzungen verwendet: auf Fe basierende Le­gierungen (Edelstahl), CoCr­Legierungen (Stellite) und Ti und seine Legierungen. Für die Gleitpaarungen künstlicher Gelenke werden fast ausschließlich CoCr­Legierungen verwendet.

Seit den frühen 1970er-Jahren setzen sich Implantate zunehmend aus modu-laren Komponenten zusammen. Dies gilt insbesondere für Hüftimplantate mit austauschbaren Kugelköpfen und Morse-Konus, was auch die Einführung der keramischen Gleitpaarung für die Hüftendoprothetik möglich machte. Diese Implantate haben sich bewährt. Bei jedem modularen Design gibt es jedoch auch gewisse Risiken im Kontaktbereich zwischen zwei Komponenten, da dort verstärkt Reibung und Korrosion auftreten und die Entstehung von Abriebpar-tikeln wahrscheinlicher ist.

Kürzlich wurde in 3 Vorträgen über Reibung und Korrosion berichtet. Der Schwerpunkt lag auf dem Verhalten von Keramik- und/oder CoCr-Kugelköpfen bei modularen Hüftendoprothesen (HTEP).1,2,3 Da das Thema modulare Verbin-dungen in den vergangenen Jahren eine (negative) Renaissance erlebt hat, wer-den in diesem Artikel wissenschaftliche Grundlagen zu Reibung und Korrosion zusammengefasst.

Abb. 1a: Korrosion in technischer Anwendung

Abb. 1b: Schnittstellenkorrosion in der Orthopädie – Innenkonus eines Metall­Kugelkopfes Quelle: Collier P et al. Corrosion between the components of modular femoral hip prostheses, J Bone Joint Surg-Br 1992;74:511-7

Definitionen

Mechanisch verursachter Schnittstellenver-schleiß (Abrieb, Reibung und Reibabrieb)

Abrieb ist als Oberflächenbeschädigung definiert, die durch einen schrittweisen Materialverlust auf-grund der Relativbewegung zwischen angrenzen-den Oberflächen gekennzeichnet ist.4

Reibung (Fretting) ist eine spezifische relative Bewegung und ist definiert als ein Bewegungs-mechanismus mit niedriger Amplitude, Schwin-gung und Verschiebung zwischen zwei belasteten, mechanisch verbundenen Teilen. Mehrere Autoren haben untersucht, welcher Bewegungsumfang nötig ist, um dieses Phänomen auszulösen. Er wird allgemein als sehr niedrig, zwischen 1 und 100 μm, angegeben.5,6 Angesichts der im Körper vorhande-nen Belastungen sind alle modularen Endoprothe-senverbindungen potenzieller Reibung ausgesetzt.

Reibabrieb ist der Materialabtrag der Kontakt-flächen durch Reibwirkung.

Chemisch verursachter Schnittstellenver-schleiß (Reib- und Spaltkorrosion)

Korrosion ist gemäß ingenieurwissenschaftlicher Definition die sichtbare Zerstörung einer Struktur bis hin zum Funktionsverlust. In der Chemie dagegen ist Korrosion als irreversible Oberflächenreaktion eines Werkstoffs mit seiner Umgebung definiert, durch die das Material verbraucht wird und seine gelösten Teile mit der Umgebung reagieren. Sie wird als Oberflächenschädigung aufgrund elektro-chemischer Wechselwirkungen beschrieben, durch die Metallionen und Salze7 entstehen, und gilt nur für Metallwerkstoffe. Nur Edelmetalle wie Gold haben eine Oberfläche, die sich selbst vor Korro-sion schützt. Alle anderen Metalle und Legierungen unterliegen bei Luftkontakt einer spontanen Reak-tion mit Sauerstoff, die zu einer mehr oder weniger schützenden Oxidschicht (Passivierung) führt, wie in Abbildung 2 dargestellt.

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Jede Beschädigung dieser Oxidschicht führt zu sofortiger Korrosion (Ionenstrom), bis sich die Schicht neu gebildet hat.8

Die Zeit, die zum Neu-aufbau der schützenden Oxidschicht benötigt wird, wird als Repassivierungszeit bezeichnet. Sie hängt von der Zusammensetzung des Metalls sowie der Verfügbarkeit von Sauerstoff ab und nimmt nur Mil-lisekunden in Anspruch9: bei Ti6Al4V etwa 60 ms10.

Klassifizierung der Korrosionsphänomene

Es gibt acht definierte Formen von Korrosion:

1. Allgemeine Korrosion bezeichnet die unver-meidliche Korrosion, der alle Metalle unterliegen, die in elektrolytische Lösungen eingetaucht sind.11 Hierbei handelt es sich um den gleichmäßigen Materialabtrag von der Oberfläche, ein Phänomen, das bei allen Metallen auftritt. Für Implantate ver-wendete Legierungen haben eine hohe Beständig-keit gegenüber allgemeiner Korrosion, so dass diese zu einem sehr langsamen, praktisch nicht bemerk-baren Prozess wird. 2. Galvanische Korrosion (Zwei-Metall-Kor-rosion) ist die Auflösung von Metallen aufgrund makroskopischer Differenzen der elektrochemi-schen Potenziale. Sie ist im Regelfall das Ergebnis der Nähe unterschiedlicher Metalle.12

Damit diese Form der Korrosion auftritt, müssen 3 Bedingungen gegeben sein:

a. Zwei unterschiedliche Metalle (= unterschiedliche Korrosionsfestigkeit) b. Physischer (leitender) Kontakt (zum Elektronentransfer) c. Wasserhaltige (elektrolytische) Umgebung (zum Ionentransfer)

3. Reibkorrosion ist Korrosion, die durch mecha-nische Einwirkung verstärkt wird: Dabei wird die passive Schicht eines Metalls oder einer Legierung beständig geschädigt, so dass es zu einer beschleu-nigten Korrosion der ungeschützten Oberfläche kommt. Sie ist als Beschädigung an der Schnittstelle zwischen Kontaktflächen als Ergebnis von Korrosion und eines leicht oszillierenden Schlupfes zwischen

zwei Oberflächen definiert.4 Reibungsverläufe set-

zen sich aus Auflösungs- und Repassivierungsvor-gang zusammen.13

4. Spaltkorrosion ist die örtlich begrenzte Korro-sion an oder unmittelbar neben einer Metallober-fläche in einem Bereich, der vor der restlichen Umgebung durch die große Nähe zwischen dem Metall und der Oberfläche eines anderen Materi-als geschützt ist.4

Spalte können als schmale Risse auftreten, zum Beispiel nach Überbelastung eines Metallprodukts, oder als geringfügige Lücken zwi-schen den Schnittstellen modularer Komponenten. Die Bedingungen im Spalt unterscheiden sich von der Umgebung, was zu einer kleinen galvanischen Reaktion und zu örtlicher Korrosion führt.

5. Lochfraßkorrosion ist eine Form örtlicher, sym-metrischer Korrosion, in der sich auf der Metall-oberfläche Löcher bilden.11

Die Ursache hierfür ist mechanische Beanspruchung, etwa durch Kratzer oder tribologische Belastung.

6. Interkristalline Korrosion ist eine Form der gal-vanischen Korrosion aufgrund von Unreinheiten und Einschlüssen in einer Legierung.11

Es ist ein lokaler Angriff, der auf die Korngrenzen zurückzuführen ist, die sich in Zusammensetzung und Struktur stark von den Körnern unterscheiden. Korrosionsphänomene können durch galvanische Wechselwirkungen zwi-schen Körnern und Korngrenzen intensiviert werden. Interkristalline Korrosion ist bei Gusslegierungen häu-figer als bei geschmiedeten Legierungen.

Abb. 2: Schematische Dar­stellung der Schnittstelle einer Metall­Oxid­Lösung mit Spannungsverlauf im Materialübergang (mit freundlicher Genehmigung durch Prof. Dr. J. L. Gilbert)

Metall Oxid Übergangsschicht

Protein

V x

OxidMetall Lösung

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7. Flächenkorrosion ist eine Form der Korrosion, die auf che-mische Unterschiede nicht über die Korngrenzen hinaus, sondern innerhalb der Körner selbst zurückzuführen ist.11

Dies ist als der Abtrag spezifischer Komponenten einer Legierung von der Ober-fläche des Produkts definiert und wird durch schwach gebundene oder leicht lösliche Elemente und/oder aggressive Medien verur-sacht. Flächenkorrosion ist bei mehrphasigen Legierungen mit Körnern unterschiedlicher Zusammensetzung und Struktur wahr-scheinlicher als bei einphasigen Materialien. Flächenkorrosion als Prozess kann die Passivierung einer Oberfläche begleiten. Lösliche Elemente wie Fe oder V werden aus der Oberfläche ausgewa-schen, was zu einer höheren Konzentration korrosionsbeständi-ger Elemente wie Cr oder Ti führt. So entsteht ein Schutz vor weiteren Korrosionsattacken.

8. Spannungsrisskorrosion umfasst Phänomene, bei denen ein Metall in einer bestimmten Umgebung (insbesondere in chlo-ridreichen Umgebungen) Belastungen ausgesetzt ist und auf-grund der Korrosion deutlich schneller versagt als zu erwarten.14

Allgemeine Korrosion lässt sich nicht vermeiden. Bei modernen Implantatwerkstoffen handelt es sich dabei jedoch um einen ext-rem langsamen Prozess (einige ng/cm2/Tag). Wird nur die allge-meine Korrosion in Betracht gezogen, übersteigt die Lebensdauer eines Implantats die Lebenserwartung des Patienten bei weitem. Alle anderen Formen der Korrosion können durch die Auswahl geeigneter Werkstoffe und Designs sowie den korrekten Umgang mit den Implantaten vermieden oder reduziert werden. Lässt sich Korrosion nicht vermeiden, ist darauf zu achten, dass sie mög-lichst weitgehend reduziert wird.

Korrosion ist – wie Abrieb – systembedingt und auf mehrere Fak-toren zurückzuführen. Sie ist abhängig vom Werkstoff (Zusam-mensetzung, Struktur, Homogenität, Unreinheiten, Defekte, Elektropotenzial, Repassivierungskapazität etc.), vom Fertigungs-prozess, vom Oberflächenzustand (insbesondere der Rauigkeit), vom Design (Maße und Toleranzen, insbesondere bei modularen Verbindungen wie einem Morse-Konus), von der Umgebung (vor-wiegend Belastung, Bewegung und pH-Wert)5 und dem komple-xen Wechselspiel der metallurgischen, chemischen, elektrischen und tribologischen Faktoren.12,15,16

Korrosion und Reibung bei Biomaterialien

Ti und Ti-Legierungen sind für Reibabrieb anfällig, aber ihr elek-tro dynamisches Potenzial, und somit ihre Korrosionsbeständig-keit, ist mit rund 6 V hoch. CoCr-Legierungen sind härter und weniger anfällig für Reibung und Abrieb, aber ihr Korrosionspo-tenzial ist mit rund 400 mV weit niedriger. Edelstahllegierungen haben allgemein eine ähnliche Härte, aber eine niedrigere Korro-sionsbeständigkeit, mit rund 350 mV für ISO 5832-1- und 800 mV für ISO 5832-9-Stahl. Zudem ist ihre Reibbeständigkeit geringer als die von CoCr-Legierungen.

Aufgrund der hohen Korrosionsbeständigkeit der in der Orthopädie verwendeten Metalle und Legierungen kommen einige Korrosions-typen kaum vor. Die beiden Hauptformen von Korrosion, die bei orthopädischen Implantaten beobachtet werden, sind durch Rei-bung verursachte Spaltkorrosion und Reibkorrosion. Loch-fraßkorrosion ist nur bei Edelstählen beobachtet worden und war der Grund für das Polieren von Schäften, da die Oberflächenrauig-keit auch Einfluss auf das Ausmaß der Korrosion hat.

Gilbert et al.17 formulierten die Hypothese einer mechanisch ver-

stärkten Spaltkorrosion als Erklärung dafür, wie mechanische Belastung zu Reibung an der modularen Konus-Schnittstelle, sowie zur Unterbrechung des passiven Oxidfilms, zur Repassivie-rung und zur Spaltkorrosion führen kann. Dies scheint bis heute Konsens zu sein. Sie vermuteten, dass die mechanische Belas-

tung der Endoprothese die Reib- und Spaltkorrosionsprozesse beschleunigt und zu der Freisetzung von Metallionen sowie zur Entstehung von Abrieb führt. Obwohl es sich im Prinzip um ein Spaltkorrosionsproblem handelt, tragen mechanische Reibung und Abrieb zusätzlich zum Aufreißen der atomdünnen schützen-den Oxidschicht bei, die sich am Rand der Spaltumgebung befin-det.12,15,18

Wenn das zugrundeliegende metallische Substrat durch mechanische Beschädigung der Flüssigkeit in der In-vivo-Umge-bung ausgesetzt wird, verändern die schnelle Oxidation oder die Repassivierung der Metalloberflächen ihre Spannung und führen zur Säurebildung in der im Konusspalt enthaltenen Lösung.

Einige Autoren von Fachartikeln über Reibung und Korrosion modularer Implantate gehen jedoch davon aus, dass Korrosions-probleme von Design und Hersteller abhängen.19

Natürlich ist das intraoperative Zusammenfügen der modularen Komponenten – sauber, trocken, Impaktieren20,21,22

– für jede Werkstoffkombina-tion ebenso wichtig, obwohl sich die Folgen, etwa für Metall oder Keramik, naturgemäß unterscheiden.

Ein potenzielles zusätzliches Risiko besteht darin, dass über die Jahre Operateure damit begonnen haben, Komponenten unter-schiedlicher Hersteller zu kombinieren23 und dass nicht alle Konusse gleich sind.

Zusammenfassung

Korrosion und Abrieb sind systembedingt, komplex und multi-faktoriell. Metallische Biomaterialien korrodieren im menschlichen Körper allgemein, wenn auch sehr langsam. Verschiedene andere Formen der Korrosion sind in der Technik identifiziert worden, einige von ihnen lassen sich auch in der Orthopädie beobachten. Ihre Ursachen und Folgen wurden im Detail analysiert. Für Lang-zeitimplantate wie HTEP wurden die modularen Verbindungen

als vorrangige Problemquelle identifiziert. Der Mechanismus der durch Reibung hervorgerufenen Spaltkorrosion hat hier beson-dere Aufmerksamkeit erhalten. Abgesehen von mehreren ande-ren Faktoren sind die Verwendung geeigneter Werkstoffe und angemessener Designs sowie das sorgfältige Zusammenfügen der gewählten Komponenten die beste Methode, um umfangreiche Korrosion mit ihren möglichen Konsequenzen zu vermeiden.

Fortbildung (Fortsetzung)

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Referenzen:1 Cross MB. The Effect of Bearing Surface on Corrosion at the Modular Junctions in Total Hip Arthroplasty. ISTA Sydney, 20122 Kurtz S. Are All Stem Trunnions Created Equal? AAHKS Dallas, 20123 Toni A. Trunnionitis: A Cause for Concern? COA, Beijing, 20124 Fretting corrosion testing of modular implant interfaces. ASTM F1875-98, reapproved 20095 Mutoh Y. Mechanism of fretting fatigue. JSME International Journal, 1995;38(4),405-415,6 Bill RC. Review of factors that influence fretting wear. Materials Evaluation Under Fretting Condition, ASTM STP 780, American Society for Testing and Materials, New York, 1982, 165-1827 Collier P et al. Corrosion between the components of modular femoral hip prostheses. J Bone Joint Surg-Br 1992;74-B,511-78 Toni A et al. Clinical advantages and fretting concerns with modular neck total hip prosthesis, The institution of mechanical engineers, International conference “Refining future strategies in total hip replacement”, Transactions Volume two, Session 7-11, 20029 Frangini S, Piconi C. Repassivation rates of surgical implant alloys by rotating disk scratching measurements. Materials and Corrosion, 2001; 52, 372-38010 Viceconti M et al. Fretting wear in modular neck hip prosthesis. J Biomed Mater Res 1997;35-2,207-21611 Black J. Corrosion and degradation. Orthopaedic biomaterials in research and practice, New York, Churchill, Livingstone, 1988; 235-26612 Jacobs JJ et al. Corrosion of metal orthopaedic implants. J Bone and Joint Surg 1998;8OA:268-28213 Cook SD et al. Wear and Corrosion of Modular Interfaces in Total Hip Replacement. Clin Orthop Relat Res 1994;298,80-88

14 Greener E, Lautenschlager E. Materials for Bioengineering Applications. In: Brown J H V, Jacobs J E and Stuart L (eds). Biomedical Engineering, Philadelphia, FA Davis, 197115 Gilbert JL, Jacobs JJ. The mechanical and electrochemical processes associated with taper fretting crevice corrosion: a review. In: Marlowe D, Parr J, Mayor MB, ed. Modularity of Orthopedic Implants. Conshohocken, PA, ASTM, 1997, 45-5916 Szolwinski MP, Farris TN. Mechanics of fretting fatigue crack formation. Wear 198, 1996, 93-10717 Gilbert JL et al. In-vivo corrosion of modular hip prosthesis components in mixed and similar metal combinations: The effect of stress, motion, and alloy coupling. J Biomed Mater Res 1993;27:1533-154418 Goldberg JR, Gilbert JL, Jacobs JJ, Bauer TW, Paprosky W, Leurgans S. A multicenter retrieval study of the taper interfaces of modular hip prostheses. Clin Orthop Relat Res 2002:149-16119 Barrack RL. Modularity of prosthetic implants. J AAOS, Vol 2, No 1, Jan/Feb 199420 Barrack RL. The modular Morse taper junction in total hip replacement. A scientific exhibit at the 1996 AAOS meeting, Atlanta, Georgia, 199721 Mroczkowski ML et al. Effect of impact assembly on the fretting corrosion of modular hip tapers. J Orthop Res 2006;24:271-27922 Rehmer A et al. Influence of assembly procedure and material combination on the strength of the taper connection at the head-neck junction of modular hip endoprostheses. Clinical biomechanics (Bristol, Avon). 2012;27:77-8323 Chana R et al. Mixing and matching causing taper wear. J Bone Joint Surg 2012;94-B:281-286

Quelle: Mit freundlicher Genehmigung von Dr. Craig Della Valle, Rush University Medical Center Chicago (USA)

Quelle: Mit freundlicher Genehmigung von Dr. Aldo Toni, Rizzoli-Institut für Orthopädie Bologna (Italien)

Quelle: Mit freundlicher Genehmigung von Dr. Aldo Toni, Rizzoli-Institut für Orthopädie Bologna (Italien)

Quelle: Mit freundlicher Genehmigung von Dr. Ed Marel, Peninsula Orthopaedics, Dee Why (Australien)

Intraoperative Beobachtungen und Explantatanalysen zeigen, dass es an der Schnittstelle zwischen großem Metall-Kugelkopf und Konus offenbar zu erhöhtem Metallabrieb kommen kann. Einige Autoren1-3 haben berichtet, dass adverse Reaktionen auf Metallpartikel (z.B. Metallose, Pseudotumore, chronisch ent-zündliche Läsionen, lokale Gewebereaktionen) möglicherweise mehrere Jahre brauchen, um sich zu entwickeln. Metallpartikel aus Konusverbindungen scheinen ein verstärktes Potenzial zu haben, adverse Immunreaktionen auszulösen.

Modulare Konusverbindungen als mögliche Quelle erhöhten Metallabriebs

1 Bolland BJRF et al. High failure rates with a large-diameter hybrid metal-on-metal total hip replacement. Clinical, radiological and retrieval analysis. J Bone Joint Surg-Br 2011;93:608-6152 Langton DJ et al. Early failure of metal-on-metal bearings in hip resurfacing and large-diameter total hip replacement: a consequence of excess wear. J Bone Joint Surg-Br 2010;92:38-463 Pandit H et al. Pseudotumors associated with metal-on-metal hip resurfacings. J Bone Joint Surg-Br 2008;90:847-851

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Studie:

Outcome von Ke/Ke-HTEP nach 20 Jahren Follow-up

Synder et al. (Polen) analysierten 220 HTEP nach Implantation zementfreier Vollkeramik-Schraub-pfannen (Aluminiumoxidkeramik, BIOLOX® 1. Ge ne-ration, 32 mm) bei 188 Patienten (101 weiblich, 87 männlich) zwischen 1985 und 1999. Hauptdiagno-sen waren Dysplasie- (36,8 %) und idiopathische Coxarthrose (27,3 %). Das Durchschnittsalter der Patienten zum Operationszeitpunkt lag bei 44,5 (20–70) Jahren. Das durchschnittliche Follow-up betrug 19,6 (12,3–26,7) Jahre. Die Autoren ver-zeichneten sehr gute Ergebnisse bei 39,5 % der Patienten, gute Ergebnisse bei 43,6 % und zufrie-denstellende Ergebnisse bei 9,1 %. Es wurden keine Fälle von Quietschen oder Infektionen festgestellt. In 16 Fällen wurde eine Revision aufgrund asep-tischer Lockerung erforderlich. Unbefriedigende Ergebnisse (7,8 %) traten vorwiegend bei Patienten mit fortgeschrittener Dysplasiecoxarthrose auf. Die Überlebensrate (Kaplan-Meier) betrug 86,4 % bei Endpunkt alle Revisionen. Ähnliche Ergebnisse wur-den von Petsatodes et al. veröfffentlicht.*

Synder M et al. Long-term results of cementless hip arthroplasty with ceram-ic-on-ceramic articulation. International Orthopaedics (SICOT) 2012;36:2225-2229

*Petsatodes GE et al. Primary cementless total hip arthroplasty with an alu-mina ceramic-on-ceramic bearing: results after a minimum of twenty years of follow-up. J Bone Joint Surg-Am 2010;92:639-644

Studie:

Ke/Ke bei Patienten ≤ 30 Jahre – keine Osteolysen nach 15 Jahren Follow-up

Kim et al. (Korea) analysierten 127 zementfreie Ke/Ke-HTEP (BIOLOX® forte, 28 mm) bei 96 Patienten. Das Durchschnittsalter zum Operationszeitpunkt betrug 24 ± 5 (19–30) Jahre. Hauptdiagnosen waren Hüftkopfnekrose (54,3 %) und Dysplasie-coxarthrose (20,5 %). Das durchschnittliche Follow-up lag bei 14,8 (10–16) Jahren. Es wurden keine Fälle von aseptischer Lockerung, Migration, Quietschen oder Keramikfrakturen fest-gestellt. Eine Pfanne (0,8 %) wurde aufgrund rezi-divierender Luxation revidiert. Die Überlebensrate (Kaplan-Meier) mit Endpunkt aseptische Lockerung betrug 100 %. Die Autoren schlussfolgerten, dass Ke/Ke-Gleitpaarungen (Aluminiumoxidkeramik) hervorragende klinische Ergebnisse bei dieser jun-gen und hoch aktiven Patientengruppe liefern.

Kim Y-H et al. Cementless Metaphyseal Fitting Anatomic Total Hip Arthro-plasty with a Ceramic-on-Ceramic Bearing in patients Thirty Years of Age or Younger. J Bone Joint Surg-Am 2012;94(17):1570-1575

Wissenschaft

Eine technisch korrekte Operations­technik bei der Implantation der Endo prothese ... ist von entscheidender Bedeutung für das Endergebnis des endoprothetischen Eingriffs.

- Synder et al. (Polen) In: International Orthopaedics (SICOT) 2012;36:2229

Unsere Ergebnisse mit Ke/Ke­Gleit­paarungen (Aluminiumoxid keramik) bei Patienten im Alter von bis zu 30 Jahren legen nahe, dass zementfreie Pfannen und Schäfte eine hervorragende mittel­fristige Verankerung und substanzielle Schmerzlinderung bis weit in das zwei­te Jahrzehnt nach der Operation sowie eine lange Standzeit ohne Anzeichen von Osteolyse bieten.

- Kim et al. (Korea) In: J Bone Joint Surg-Am 2012;94(17):1574

58­jährige Patientin, linke Hüfte, 21 Jahre nach primärer HTEP Quelle: Mit freundlicher Genehmigung von Prof. Dr. Marek Synder, Leiter der Klinik für Orthopädie und pädiatrische Orthopädie der medizinischen Universität Lodz (Polen)

Klinische Ergebnisse mit Keramik

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Studie:

Ke/Ke bei Patienten ≤ 30 Jahre – keine Osteolysen nach 11 Jahren Follow-up

In einer retrospektiven Studie berichteten Yoon et al. (Korea) über die Ergebnisse nach 75 zementfreien Ke/Ke-HTEP (Aluminiumoxidkeramik, BIOLOX®forte, 28 mm) bei 62 Patienten (37 männlich, 25 weib-lich). Die Hauptdiagnose war Hüftkopfnekrose (51 %). Das Durchschnittsalter zum Operationszeit-punkt betrug 24 (18–30) Jahre. Das durchschnitt-liche Follow-up lag bei 11,5 (10–13,5) Jahren. Die Überlebensrate (Kaplan-Meier) betrug 98,9 % bei Endpunkt alle Revisionen. Die Autoren verzeich-neten Geräusche bei 16 % aller Fälle (Klicken 13 %, Quietschen 3 %). Die Geräusche ließen sich jedoch nicht reproduzieren. Eine Keramikfraktur des Inserts trat bei einem Patienten auf und war mit permanen-ter Instabilität und rezidivierender Subluxation ver-bunden. Der Patient litt bereits vor dem Eingriff unter einer instabilen Hüfte aufgrund eines inadäquaten Hüftmuskeltonus nach Rückenmarksverletzung. Es wurden keine abriebbedingten Osteolysen beob-achtet. Radiologisch wurden keine Anzeichen einer Lockerung bei den Pfannen und Schäften festge-stellt. Die Überlebensrate (Kaplan-Meier) mit End-punkt aseptische Lockerung betrug 100 %.

Yoon HJ et al. Alumina-on-alumina THA Performed in Patients Younger Than 30 Years: A 10-year Minimum Followup Study. Clin Orthop Relat Res 2012;470:3530-3536

Studie:

Klinisches Verhalten von Ke/Ke vs. Ke/XPE bei Patienten < 61 Jahre – noch kein klarer Trend nach 5 Jahren Follow-up

In einer prospektiven, randomisierten, kontrol-lierten Studie verglichen Beaupre et al. (Kanada) die klinischen und radiologischen Ergebnisse von 48 zementfreien Ke/Ke- und 44 zementfreien Ke/XPE-HTEP. Das Durchschnittsalter zum Operations-zeitpunkt betrug 51,3 Jahre in der Ke/Ke-Gruppe und 53,6 Jahre in der Ke/XPE-Gruppe. In der Ke/

Die Ergebnisse unserer Studie legen nahe, dass Ke/Ke­Gleitpaarungen (Alu mi­niumoxidkeramik) bei jungen Patienten mit einer hohen Überlebensrate nach 10 Jahren verbunden sind.

- Yoon HJ et al. (Korea) In: Clin Orthop Relat Res 2012; 470:3533

*CoM articulation, Pinnacle® CoMplete Acetabular Hip System, DePuy Orthopaedics Inc.

Ke-Gruppe wurden Inserts und Kugelköpfe aus Aluminiumoxidkeramik einge-setzt, wobei vorwiegend Kugelköpfe mit einem Durchmesser von 32 mm ver-wendet wurden. 28mm-Kugelköpfe kamen vorwiegend in der Ke-/XPE-Gruppe zur Anwendung. Ke/Ke- und Ke/XPE-HTEP lieferten hervorragende kurzfristige Ergebnisse. Ein Versagen der Gleitpaarungen wurde nicht beobachtet. 5 Jahre nach der Opera-tion gab es keine signifikanten Unterschiede bei den klinischen und funktionel-len Ergebnissen. Die Autoren wiesen darauf hin, dass eine Langzeitevaluierung erfolgt.

Beaupre LA et al. A Randomized Trial Of Ceramic-On-Ceramic Bearing Versus Ceramic-On-Crossfire-Polyethylene Bearing In Total Hip Arthroplasty: Five-Year Outcomes. J Arthroplasty 2012 (article in press), http://dx.doi.org/10.1016/j.arth.2012.07.027

Studie:

Ke/Me und Me/Me sind mit einer äquivalenten Zunahme der Metallionenkonzentration im Serum nach 6 und 12 Monaten Follow-up verbunden

Zum Outcome der Ke/Me-Gleitpaarung stehen nur begrenzte Daten zur Ver-fügung. Der Kugelkopf besteht aus Mischoxidkeramik (BIOLOX®delta). In einer prospektiven, randomisierten, kontrollierten Studie verglichen Schouten et al. (Neuseeland) die Kobalt- und Chromspiegel im Serum bei 41 Ke/Me-* und 36 Me/Me-HTEP 6 und 12 Monate nach der Implantation (Einlaufphase). Es waren vorwiegend 36mm-Kugelköpfe implantiert worden. Die Studie ergab eine Korrelation zwischen erhöhter Pfanneninklination (> 55°) und erhöhter Metallionenkonzentration im Serum. Diese Studie bestätigt die Bedeutung der korrekten Pfannenimplantation für die Gleitpaarungen. Die Autoren kündigten an, dass ein Follow-up nach 2 und 5 Jahren (stabile Phase) weitere Ergebnisse liefern werde. Schouten R et al. A prospective, randomised controlled trial comparing ceramic-on-metal and metal-on-metal bearing surfaces in total hip replacement. J Bone Joint Surg-Br 2012;94(11):1462-1467

Studie:

Vergleich des Outcomes von Ke/Ke, Me/Me und Me/PE nach 8,5 Jahren Follow-up

Milosev et al. (Slowenien) evaluierten retrospektiv ermittelte Ergebnisse aus 411 HTEP bei 395 Patienten. Sie berichteten über die Ergebnisse ihrer Follow-up-Untersuchung von 202 Ke/Ke- (BIOLOX®forte), 199 Me/PE- und 68 Me/Me-HTEP (low-carbon). Die Metall- und Keramik-Inserts wurden mit einer sogenann-ten Sandwich-Pfanne verwendet, in der das Insert in Polyethylen eingebettet ist. In allen Fällen wurde ein 28mm-Kugelkopf verwendet. Das Durchschnittsalter der Patienten zum Operationszeitpunkt betrug 60 Jahre in der Ke/Ke- und der Me/Me-Gruppe und 71 Jahre in der Me/PE-Gruppe. Das durchschnittliche Fol-low-up lag bei 8,5 (6,9–10,5) Jahren. Die Hauptdiagnose war Arthrose. Die Autoren berichteten, dass die Revisionsrate wegen aseptischer Lockerung in der Me/Me-Gruppe im Vergleich zur Me/PE- und zur Ke/Ke-Gruppe deutlich höher lag. Die Differenz zwischen den Standzeiten in der Me/PE-Gruppe und in der Ke/Ke-Gruppe war nicht signifikant. In der Me/PE-Gruppe war aseptische Lockerung der Grund für 1 Revision. In der Me/Me-Gruppe mussten wegen aseptischer Lockerung 5 Revisionen und wegen Luxation 1 Revision durchge-führt werden. In der Ke/Ke-Gruppe erfolgten 2 Revisionen wegen aseptischer

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Wissenschaft (Fortsetzung)

Lockerung und 4 Revisionen aufgrund der Fraktur einer keramischen Kompo-nente. Leider legten die Autoren keine Daten zur Pfannenpositionierung und zu den explantierten Komponenten vor. Daher bleiben die Gründe für die Versa-gensfälle aufgrund von Lockerung bei allen 3 Gleitpaarungen sowie der Kera-mikfrakturen in der Ke/Ke-Gruppe unklar.

Milosev I et al. Comparison of Ten-Year Survivorship of Hip Prostheses with Use of Conventional Polyethylene, Metal-on-Metal, or Ceramic-on-Ceramic Bearings. J Bone Joint Surg-Am 2012;94(19):1756-1763

Studie:

Vergleich des Outcomes von Ke/Ke, Me/XPE und Me/PE – noch kein klarer Trend nach 5 Jahren Follow-up. Kein signifikanter Abrieb in der Ke/Ke-Gruppe

In einer prospektiven, randomisierten, kontrollierten Studie verglichen Nikolaou et al. (Kanada) die klinischen und radiologischen Ergebnisse von 34 Ke/Ke-, 36 Me/PE- und 32 Me/XPE-HTEP, jeweils zementfrei, bei 91 Patienten. Die Hauptdiagnose war Arthrose (66 %). In allen Fällen wurde ein 28mm-Kugelkopf verwendet. Das Durchschnittsalter zum Operationszeitpunkt betrug 52,7 (19–64) Jahre. Es wurden 97 HTEP bei 87 Patienten evaluiert. Nach 5 Jahren gab es keine statistischen Unterschiede bei den klinischen und funktionellen Ergebnissen. Es wurden keine Versagensfälle aufgrund aseptischer Lockerung festgestellt. In der Ke/Ke-Gruppe berichteten 3 von 34 Pa tienten (8,2 %) über Quietschen. Radiologisch waren keine Auffälligkeiten zu verzeich-nen und bei keinem Patienten war aufgrund des Quietschens eine Revision erforderlich. Beim durchschnittlichen linearen Abrieb pro Jahr gab es signifi-kante Unterschiede. Die Ke/Ke-Gleitpaarungen wiesen die niedrigste Abriebrate auf. Die durchschnittliche jährliche lineare Abriebrate betrug 0,0067 mm/Jahr in der Ke/Ke-Gruppe, 0,059 mm/Jahr in der Me/XPE-Gruppe und 0,151 mm/Jahr in der Me/PE-Gruppe.

Nikolaou VS et al. A prospective randomised controlled trial comparing three alternative bearing surfaces in primary total hip replacement. J Bone Joint Surg-Br 2012;94(4):459-465

Fallbericht:

Komplikationen in Verbindung mit Metallabrieb – Me/PE ist bei Revision nach Keramikfraktur kontraindiziert

In den seltenen Fällen der Fraktur einer keramischen Komponente haben Operateure die Option, ein speziell für die Revision entwickeltes keramisches Kugelkopfsystem in Verbindung mit einem Keramik-, PE- oder XPE-Insert zu verwenden.* Im Hinblick auf Testresultate und klinische Ergebnissen ist die Ver-wendung einer Me/PE-Gleitpaarung nach Fraktur einer keramischen Komponente kontraindiziert. In der Fachliteratur wurde über schlechte Ergebnisse berichtet, wenn nach Keramikfrakturen eine Revision mit Me/PE-Gleitpaarung erfolgte. Keramikpartikel können sich in die PE-Gelenkfläche einbetten und zu abrasivem Verschleiß des Metall-Kugel-kopfes führen. Die meisten dieser Publikationen verzeichneten massi-ven Metallabrieb und die Zerstörung des Metall-Kugelkopfes. Dies kann zu ausgedehnter periprothetischer Metallose, erhöhtem Kobaltspiegel im Blut und, in schweren Fällen, zur Kobaltvergiftung aufgrund von Metallabrieb führen.

Kürzlich wurde ein derartiger, extrem seltener Fall symptomatischer, durch Metallabrieb verursach-ter Kobaltvergiftung von Zywiel et al. (Kanada) beschrieben. Der Patient entwickelte 6 Monate nach einem Revisionseingriff aufgrund der Fraktur einer keramischen Komponente Symptome einer Kobaltvergiftung. Bei der Revision war eine Me/PE-Gleitpaarung eingesetzt worden. Der Patient starb an kobaltinduzierter Kardiomyopathie. Die Autoren hoben hervor, dass der Kobalt-Serumspiegel des Patienten rund 10-mal höher lag als die zuvor für systemische Toxizität nach Versorgung einer Kera-mikfraktur mit Me/PE-Gleitpaarung ermittelten Spiegel. Die Explantatanalyse ergab einen Mate-rialverlust von 28,3 g am Metall-Kugelkopf. Die Autoren wiesen darauf hin, dass Symptome von Kobaltvergiftungen auch bei Patienten mit Ver-sagen von Me/Me-Gleitpaarungen, bei Patienten mit Dreikörperverschleiß von Metallkomponenten (CoCrMo) sowie in einem Fall von Fehlkombination eines Metall-Kugelkopfes mit einem Keramik-Insert festgestellt wurden.

Zywiel MG et al. Fatal cardiomyopathy after revision total hip replace-ment for fracture of a ceramic liner. J Bone Joint Surg-Br 2013;95:31-37

Literatur:

Allain J et al. Failure of a stainless-steel femoral head of a revision total hip arthroplasty performed after a fracture of a ceramic femoral head. J Bone Joint Surg-Am 1998;80(9):1355-1360

Allain J et al. Revision Total Hip Arthroplasty Performed After Fracture of a Ceramic Femoral Head: A Multicenter Survivorship Study. J Bone Joint Surg-Am 2003;85:825–830

Gozzini PA et al. Massive wear in a CoCrMo head following the fracture of an alumina head. Hip International 2002;12(1):37-42

Hasegawa M et al. Cobalt-chromium head wear following revision hip arthroplasty performed after ceramic fracture - a case report. Acta Orthopae-dica 2006;77(5):833-835

Hintner M et al. What an orthopaedic surgeon should know: Selection of a bearing couple in case of revision after a fractured ceramic component. Semin Arthro 2013

Kempf I et al. Massive wear of a steel ball head by ceramic fragments in the polyethylene acetabular cup after revision of a total hip prosthesis with fractured ceramic ball. Archives of Orthopaedic and Traumatic Surgery 1990;109:284-587

Matziolis G et al. Massive metallosis after revision of a fractured ceramic head onto a metal head. Archives of Orthopaedic and Traumatic Surgery 2003;123(1):48-50

Traina F et al. Revision of a ceramic hip for fractured ceramic components. Paper, Scientific exhibit at the 78th AAOS annual meeting, San Diego; 2011.

Traina F et al. Revision of ceramic hip replacements for fracture of a cera-mic component. J Bone Joint Surg-Am 2011;93. e147 (1–9)

Trebse R et al. Clinical results after revision total hip arthroplasty for frac-ture of ceramic bearing surfaces. Abstract 193, EHS; 2012

Wittingham-Jones P et al. Fracture of a ceramic component in total

hip replacement. J Bone Joint Surg-Br 2011;94:570-573 * Für weitere Informationen zur Auswahl von Gleitpaa­rungen für Revisionseingriffe nach Keramikfrakturen scannen Sie bitte den QR­Code mit Ihrem Smartphone. Sie können auch die Web­site www.ceramtec.com/biolox/media­library/ceranews­plus/ besuchen oder mit dem beiliegenden Faxformular eine Informations broschüre bestellen.

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Review:

Update zu Gleitpaarungen

Der Fokus des 11th Winter Meeting, organisiert von Ranawat Orthopaedics, New York, das vom 17. bis 19. Januar 2013 in Bangalore (Indien) stattfand, lag auf dem Update endoprothetischer und nicht-endo-prothetischer Versorgungsoptionen sowie Gleitpaa-rungen. Der wissenschaftliche Leiter Dr. Chitranjan S. Ranawat hob hervor, dass es in Asien, insbeson-dere in Indien und China, ein enormes Wachstum-spotenzial für den künstlichen Gelenkersatz gibt. Er forderte eine Ausbildung, die für Millionen unter Arthrose leidende Menschen einen optimalen Ver-sorgungsstandard gewährleistet. CeraNews bietet einen Überblick über die Sitzung zum Thema Gleitpaarungen.

Me/Me-Gleitpaarungen

In der Hüftendoprothetik gibt es seit mehr als 20 Jahren klinische Erfahrung mit Me/Me-Gleitpaa-rungen der 2. Generation. Im Verlauf dieser Zeit konnten Nutzen und Risiken identifiziert werden. Es wurde hervorgehoben, dass beim Oberflächener-satz und bei konventioneller HTEP eine signifikante Anzahl von Patienten unter extremem Abrieb auf-grund von Fehlpositionierung und unter adversen Reaktionen auf Metallionen leiden. Die bei dieser Veranstaltung genannten Raten betrugen 10–20 % mit zunehmender Tendenz. Das Hauptrisiko von Me/Me-Gleitpaarungen besteht in der erhöhten Präsenz von Metallpartikeln und -ionen und den mit ihnen verbundenen biologischen Reaktionen. Die Risiken in Verbindung mit Metallionen können durch sorgfältige Patientenselektion, akkurate Ope-rationstechnik, korrekte Positionierung der Kompo-nenten und das Monitoring der Ionenkonzentration im Serum minimiert werden. Zurzeit gibt es für den Oberflächenersatz noch keine alternative Gleitpaa-rung.

Hochvernetzte Polyethylene (XPE)

Die mit XPE gemachten Erfahrungen ergaben eine signifikante Reduzierung des Abriebs im Vergleich zu konventionellem PE. Im Vergleich zu Hart/Hart-Gleitpaarungen und konventionellem PE ist die kli-nische Erfahrung mit XPE kurz, langfristige Ergeb-nisse liegen nicht vor. Die jüngsten Entwicklungen konzentrieren sich auf die weitere Reduzierung der Abriebraten und der Oxidation sowie auf die Ver-besserung der mechanischen Eigenschaften, um das Frakturrisiko zu minimieren. Prof. Dr. Roberto Binazzi (Italien) äußerte Bedenken wegen der klei-nen Abriebpartikel. Hier sei Vorsicht geboten, weil Wissenschaftler und Operateure noch nicht viel

über die biologische Aktivität von XPE-Abriebpar-tikeln wissen. Es bleibt zu beachten, dass ein ver-bessertes Outcome und lange Standzeiten nicht nur von der Abriebrate, sondern auch vom biologischen Verhalten der Abriebpartikel abhängen. Daher wird ein solides Verständnis des biologischen Verhaltens von XPE-Partikeln im Vergleich zu den Partikeln von konventionellem PE, Keramik und Metall von Bedeutung sein. Aus diesem Grund sind weitere Forschung und ein langfristiges Follow-up erforder-lich.

Ke/Ke-Gleitpaarungen

Die klinische Erfahrung mit Keramik umfasst fast 40 Jahre. Die tribologischen und biologischen Eigen-schaften von Keramikwerkstoffen sind gründlich untersucht. Trotz des hervorragenden klinischen Verhaltens und der hohen Biokompatibilität gibt es weiterhin Bedenken im Hinblick auf Keramikfraktu-ren und Geräusche. Dr. Ranawat berichtete über eine Patientenbefragung, bei der 23 % der Patien-ten die Frage „Macht Ihre Hüfte ein Geräusch?“ mit Ja beantworteten. 40 % davon berichteten über Quietschen. Nur 3 % konnten das Geräusch vor den Operateuren reproduzieren. Es ist bekannt, dass eine Reihe von Faktoren für Geräusche von Hart/Hart-Gleitpaarungen verantwortlich sein können: Fehlpositionierung der Komponenten, Kompo-nenten- und Weichteil-Impingement, mangelnde Schmierung, Design des Hüftimplantatsystems etc. Die häufigste Ursache für die Fraktur von Keramik-Inserts ist im Wesentlichen die fehlerhafte Handha-bung der Implantate, z.B. das inkorrekte Einsetzen des Inserts. Prof. Dr. Binazzi merkte an, dass die Operateure um das korrekte Einbringen und den ordnungsgemäßen Umgang mit Keramikimplanta-ten wissen sollten. Eine sorgfältige Operationstech-nik, die korrekte Positionierung des Implantats und der sichere Umgang mit den keramischen Kompo-nenten spielen eine signifikante Rolle, um ein Versa-gen keramischer Komponenten zu vermeiden und hervorragende mittel- und langfristige Ergebnisse zu erreichen – auch wenn die Kosten, wie Prof. Dr. Binazzi bemerkte, ein Thema bleiben.

Ke/Ke bleibt für junge und aktive Patienten die Gleitpaarung der Wahl.

- Dr. Chitranjan S. Ranawat (USA)

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PD Dr. sc. hum. Dipl.­Ing. J. Philippe Kretzer vom Universitätsklinikum Heidelberg wurde im Okto­ber 2012 auf dem Deutschen Kongress für Ortho­pädie und Unfallchirurgie (DKOU) in Berlin mit dem Heinz­Mittelmeier­Forschungspreis ausge­zeichnet. Er erhielt die Ehrung von der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie (DGOOC) für seine Studie „Wear in total knee arthroplasty – just a question of polyethy­lene?”. Der mit 5.000 Euro dotierte Preis wurde von CeramTec gestiftet.

Ziel der Studie war es, bei Knieendoprothesen den Anteil von Metallpartikeln (Kobalt, Chrom, Molybdän und Titan) am Gesamtabrieb zu bestimmen. PD Dr. Kretzer konnte nachweisen, dass diese – neben den Polyethylenpartikeln – mit insgesamt 12 % ebenfalls einen signifikanten Anteil am Gesamtabrieb ausmachen. Da die Metallpartikel und -ionen, vor allem bei Patienten mit einer Hypersensitivität, das klini-sche Ergebnis beeinträchtigen können, wies er auf die Ver-wendung alternativer, nichtmetallischer Materialien hin (z.B. Keramik oder ausreichende Beschichtung).

Heinz-Mittelmeier-Forschungspreis für Studie über Abrieb bei Knie-TEP

Heinz-Mittelmeier-Forschungspreis 2012

PD Dr. sc. hum. Dipl.-Ing. J. Philippe Kretzer ist seit 2004 Technischer Leiter des Labors für Biomechanik und Implantatforschung der Orthopädischen Universitätsklinik Heidelberg. 2008 promovierte der Medizintechnik-Diplom-ingenieur an der Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg über die „Entwicklung eines neuen Messverfahrens zur experimentel-len Bestimmung des Verschleißverhaltens von Metall-Metall-Gleitpaarungen in der Hüftendo-prothetik“. 2011 hat PD Dr. Kretzer den Forschungspreis der Arbeitsgemeinschaft Endoprothetik (AE) für seine Arbeit „Wear analysis of unicondylar bearing and fixed bearing knee systems: A knee simulator study“ erhalten.

Kontakt: PD Dr. sc. hum. Dipl.-Ing. J. Philippe Kretzer Labor für Biomechanik Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg Schlierbacher Landstraße 200a D-69118 Heidelberg Telefon: +49 6221 96 92 09 Telefax: +49 6221 96 92 06 E-Mail: philippe.kretzer@med.uni-heidelberg.de www.implantatforschung.de

Die Kongresspräsidenten Prof. Dr. Christoph Josten (links) und Prof. Dr. Wolfram Mittelmeier (rechts) mit PD Dr. J. Philippe Kretzer (Mitte), Prof. Dr. Heinz Mittelmeier (Zweiter v.r.) und Paul Silberer (CeramTec, Zweiter v.l.) bei der PreisverleihungQuelle: Starface GmbH

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Abstract der Studie:

Abrieb bei Knieendoprothesen – nur ein Problem des Polyethylens?

Biologische Reaktionen auf Abriebpartikel sind eine häufige Ursache für das Versagen von Knieendoprothesen. Bisher wurde Abrieb vor-wiegend mit Polyethylen in Verbindung gebracht. Die Implantate ver-fügen jedoch über große Metalloberflächen, die potenziell auch zur Bil-dung von metallischen Abriebprodukten führen können. Daher sollte die lokale Freisetzung von Kobalt, Chrom, Molybdän und Titan bei Knieendoprothesen erfasst werden. Die Implantate wurden in einem Knieverschleißsimulator über 5∙106 Gangzyklen physiologischen Belas-tungen und Bewegungen unterzogen. Der Polyethylenabrieb wurde gravimetrisch erfasst und die Freisetzung von Metallabriebprodukten wurde mit einem hochauflösenden, induktiv gekoppelten Plasma-Mas-senspektrometer gemessen. Die Polyethylenverschleißrate betrug 7,28 ± 0,27 mg/106 Zyklen. Die kumulative Freisetzung von Metallen wurde mit 1,63 ± 0,28 mg für Kobalt, 0,47 ± 0,06 mg für Chrom, 0,42 ± 0,06 mg für Molybdän und 1,28 ± 0,14 mg für Titan ermittelt.

Von anderen metallischen Implantatkomponenten ist es durchaus bekannt, dass Metallabriebprodukte mit dem Immunsystem wech-selwirken und möglicherweise immunotoxische Reaktionen entfalten können. In dieser Studie waren ca. 12 % aller Abriebprodukte metal-lisch und es ist davon auszugehen, dass diese Partikel und Ionen insbe-sondere bei den Patienten klinisch relevant werden können, die emp-findlich auf diese Werkstoffe reagieren. Nichtmetallische Werkstoffe (z. B. Keramik oder ausreichende Beschichtungen) können bei diesen Patienten als Behandlungs alternative in Erwägung gezogen werden.

Call for papers Die Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie (DGOOC) verleiht auch im Jahr 2013 den mit 5.000 Euro dotier-ten Heinz-Mittelmeier-Forschungspreis. Der Forschungspreis, gestiftet von der CeramTec GmbH, wird an Mediziner, Ingenieure oder Wissenschaftler bis 40 Jahre für hervorra-gende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der Biokeramik und Ver-schleißproblematik bei Endoprothesen sowie in Verbindung mit klinischen Ergebnissen kera-mischer Implantate vergeben.

Die Arbeit ist bis 31. August 2013 (Post stempel) bei der DGOOC einzureichen.

Der Preis wird anlässlich des Deutschen Kon-gresses für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU) vom 22.–25. Oktober 2013 in Berlin übergeben.

Nähere Informationen zu den Bewerbungsmodalitäten:Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie e.V. (DGOOC)Langenbeck-Virchow-HausLuisenstr. 58/5910117 BerlinTelefon: +49 3084 712131Telefax: +49 3084 712132E-Mail: info@dgooc.dewww.dgooc.de

Call for Papers

Prof. Dr. Heinz Mittelmeier, Endoprothetik­Pionier und Namensgeber desForschungspreises, gratuliert dem Preisträger PD Dr. J. Philippe Kretzer.Quelle: Starface GmbH

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Implantatinfektionen

Eine umfassende Abhandlung über implantatassoziierte Infektionen bie ten 2 aktuelle Neuerscheinungen, die über die umfassende Übersicht der Thematik hin-aus zahlreiche wert volle Hinweise für die Prävention und Therapie von Implantatin-fektionen geben.

Parvizi J. (ed.): Periprosthetic Joint Infection. Practical Management Guide.

Jaypee Brothers Medical Publishers (P) Ltd, 2013 ISBN 978-93-5090-271-4 www.jaypeebrothers.com/pgDetails.aspx?book_id=978-93-5090-271-4 Trebše R (ed.): Infected Total Joint Arthroplasty.

The Algorithmic Approach. Springer, 2012 www.springer.com/medicine/orthopedics/book/978-1-4471-2481-8

EFORT Tribology Day – Update Tribologie in der Hüft- und Knie-endoprothetik

Auf dem 14. EFORT-Kongress (Istanbul, 5.-8. Juni 2013) findet am 6. Juni der Tri-bology Day unter Leitung von Prof. Dr. Karl Knahr statt. Schwerpunkt ist der aktuelle Stand zu Materialien und Abrieb-problemen in der Hüft- und Knieendopro-thetik.

Das Programm kann mit dem QR-Code abgerufen werden.

Einsetzinstrument für BIOLOX®-Inserts erhielt CE-Kennzeichnung

In der CeraNews 2/2012 haben wir unter der Rubrik „Daten und Fakten“ ein neues Einsetzinstrument vorgestellt, das eigens für das sichere Einbringen der kera mischen BIOLOX®-Inserts in die Metallschalen ent-wickelt wurde. Mitte November 2012 erhielt das Instrument, welches von der Firma OHST in Rathenow gefertigt und vertrieben wird, die CE-Kennzeichnung. Somit kann das Einsetzinstrument im klini-schen Einsatz verwendet werden.

Über klinische Erfahrungen mit dem Ein-setzinstrument für BIOLOX®-Inserts wer-den wir in einer unserer nächsten Ausga-ben berichten.

www.ohst.de

Für weitere Informationen zum Einsetzinstrument (technische Details, Video) scannen Sie bitte den QR-Code mit Ihrem Smartphone.

BIOLOX®DUO in Japan zugelassen

Das keramische Bipolarsystem BIOLOX®

DUO ist seit Dezember 2012 in Japan zugelassen und wird dort von der Firma Robert Reid vertrieben. Die Patientenver-sorgung mit einem vollkeramischen Bipo-larsystem ist somit erstmals auch in Japan möglich. Bei etwa der Hälfte aller Hüftge-lenkersatzoperationen wird in Japan ein Bipolarsystem verwendet.BIOLOX®DUO kann mit allen Schäf-ten kombiniert werden, die für 28mm- BIOLOX®forte- oder BIOLOX®delta-Kugel-köpfe zugelassen sind.

Über klinische Erfahrungen mit BIOLOX® DUO werden wir in einer unserer nächsten Ausgaben berichten.

www.robert-reid.co.jp/english/

Führt ein höheres Körpergewicht zu erhöhtem Keramikfrakturrisiko?

Eine Studie der Technischen Universität Hamburg-Harburg unter Leitung von Prof. Dr. Michael Morlock belegte, dass erhöh-tes Körpergewicht allein keine Ursache für ein erhöhtes Keramikfrakturrisiko darstellt.

Ein ausführlicher Bericht von Prof. Morlock hierzu erscheint in der nächsten Ausgabe der CeraNews.

Histopathologische Differential-diagnostik bei Implantat-aller-gischen Fragestellungen

Prof. Dr. Veit Krenn (Trier), Referenzpa-thologe der Arbeitsgemeinschaft Implan-tatallergie der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chi-rurgie (DGOOC), hat die internationale Konsensus-Klassifikation der Endoprothe-senpathologie entwickelt. Die erweiterte Konsensusklassifikation bringt bei der Einordnung pathologischer Veränderun-gen mehr Sicherheit und ermöglicht eine Aussage zur Ätiologie der Insuffizienz und mittleren Standzeit der Prothese.

In der nächsten Ausgabe der CeraNews stellt Prof. Krenn die Differentialdiagnostik vor, die dem Operateur das weitere Vorge-hen bei der Auswahl der nötigen Untersu-chungen, der Einordnung der Ergebnisse und der Behandlung der Patienten aufzei-gen kann.

News und Themen

Impressum

Herausgeber:CeramTec GmbHGeschäftsbereich MedizintechnikCeramTec Platz 1–9D-73207 Plochingen, DeutschlandTelefon: +49 7153 611 828Telefax: +49 7153 611 950medical_products@ceramtec.dewww.biolox.de

Ihre Ansprechpartner:Dieter Burkhardt Vice President Sales and MarketingTelefon: +49 7153 611 485 d.burkhardt@ceramtec.de

Paul Silberer Vice President Sales Telefon: +49 7153 611 522 p.silberer@ceramtec.de

Chefredaktion:Sylvia Usbeck

Konzept und Redaktion: Sylvia Usbeck Florence Petkow

Gestaltung und Produktion:LoopKomm Infomarketing GmbH Zum Engelberg 6a D-79249 Merzhausen Telefon: +49 7634 55 19 46 www.loopkomm.demail@loopkomm.de