Ermüdungsprüfung von Komponenten der femoralen Knietotalendoprothetik (TKA) mit PI-53-Schaft

Der von PI Medical Implants entwickelte Standard „PI-53 Fatigue testing of femoral Total Knee Arthroplasty (TKA) Components“ mit Schaft beschreibt eine Testmethode zur Bestimmung der mechanischen Haltbarkeit von Femur Total Knee Arthroplasty (TKA)-Komponenten mit Schaft unter angenommenen Worst-Case-Bedingungen . Die Femurkomponente und der Schaft sollten gemäß den Anweisungen des Kunden zusammengebaut und bei Bedarf mit einem kalibrierten Drehmomentschlüssel festgezogen werden.

Die Belastung sollte in einem 25-Grad-Winkel zur neutralen Position der Femurkomponente gemäß den Vorgaben des Kunden erfolgen. Dies simuliert eine leicht gebeugte Knieposition. Mit einer 5-Grad-Neigung des Probenhalters soll eine Varusfehlstellung simuliert werden. Bei dieser Ausrichtung wird nur der mediale Kondylus belastet. Die empfohlene Einsteckhöhe des Griffs (falls zutreffend) beträgt 80 mm.

Für dynamische Tests wird eine Belastung von 10 N bei einer Drehzahl von mindestens 2.000 Hz empfohlen. Modulare Implantate sollten in Ringer-Lösung bei 37 Grad getestet werden. Das Betriebsdauerkriterium muss auf 10 Millionen Zyklen eingestellt werden.

Die metallische Femurkomponente krümmt sich um das Ende des Femurs (Oberschenkelknochens). Es ist gerillt, sodass sich die Kniescheibe beim Beugen und Strecken des Knies sanft auf und ab am Knochen bewegen kann. Die Schienbeinkomponente ist normalerweise eine flache Metallplattform mit einer Polsterung aus starkem, haltbarem Kunststoff namens Polyethylen. Einige Designs haben kein Metallteil und stattdessen ist das Polyethylen direkt am Knochen befestigt. Für zusätzliche Stabilität kann der Metallteil der Komponente einen Griff haben, der in der Mitte des Schienbeinknochens platziert wird.

Ein Standard-Hüfttotalersatz besteht aus vier separaten Komponenten: Schaft, Hüftpfanne, Kugel und Liner. Der Oberschenkelschaft ist der Teil der Prothese, der über Ihren Oberschenkelknochen passt. Vor langer Zeit wurde es aus Titan oder Kobalt-Chrom-Metallen hergestellt. Im modernen Zeitalter des Hüftgelenkersatzes bestehen zementierte Schäfte, die mit chirurgischem Knochenzement eingesetzt werden, aus Kobalt-Chrom-Metallen. Zementfreie Schäfte (Implantate, bei denen Knochen in Metall einwächst) bestehen üblicherweise aus Titan. Beide Designs haben als Teil totaler Hüftersatzsysteme hervorragende Langzeitergebnisse erbracht.

Sowohl Titan- als auch Kobalt-Chrom-Implantate gelten als hoch biokompatibel, das heißt, sie werden vom menschlichen Körper gut vertragen und weisen ein geringes Risiko von Nebenwirkungen auf. Tatsächlich hat sich gezeigt, dass beide Materialien den Knochen sehr wirksam stabilisieren. Das obere Ende des Femurschafts ist speziell geformt, um die neue Kugel des künstlichen Gelenks aufzunehmen. Egal aus welchem ​​Material die Kugel besteht, Keramik oder Kobalt/Chrom, Kopf und Körper passen dorthin.

Im Wesentlichen werden Schäfte in fünf Klassen eingeteilt: zementierte, konische, passende und gefüllte, modulare und Keilschäfte. Die meisten zementfreien Femurschäfte werden aus maschinell bearbeiteten Titanlegierungen unter Verwendung herkömmlicher Herstellungsverfahren wie Walzen, Schmieden, Bearbeiten, Oberflächenmodifikation, Endbearbeitung, Reinigung und Sterilisation hergestellt.

Kurz gesagt, die Femurwurzelkomponente ersetzt den größten Teil des Knochens im Femur und ist daher der tragende Teil des Implantats. Um diese Last tragen zu können, muss es einen Elastizitätsmodul haben, der dem des kortikalen Knochens ähnelt. Ist das Implantat nicht so hart wie Knochen, ist der restliche Knochen rund um das Implantat einer erhöhten Belastung ausgesetzt. Ist es härter als Knochen, kommt es zu einem Phänomen, das Stress Shielding genannt wird.

Neben den zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die unsere Organisation mit ihrem geschulten und fachkundigen Personal und ihrer fortschrittlichen technologischen Ausrüstung für Unternehmen in verschiedenen Branchen durchführt, bieten wir auch Testdienstleistungen an, die im „Ermüdungstest des PI-53-Stem-Femoral-Total-Kniegelenks“ definiert sind „Arthroplastie (TKA)-Komponenten“-Standard. gibt.