Knieendoprothesen

Durch eine Kniegelenk-Totalendoprothese werden geschädigte Gelenkoberflächen des Kniegelenks durch künstliche Komponenten ersetzt. Die Prüfnorm ISO 7207-1  klassifiziert femorale-, tibiale- und patellare Komponenten für Knieendoprothesen, deren Oberflächenanforderungen in der Norm ISO 7207-2  beschrieben werden. Das Knieimplantat wird im Vorfeld anhand einer Vielzahl von Prüfverfahren  getestet.
Bedingt durch die permanenten Beanspruchungen des Tibiaplateaus der Endoprothesen werden Dauerschwingversuche in Anlehnung an unterschiedliche Prüfnormen (ISO  14879-1, ISO  21536 und ASTM  F1800–12) durchgeführt. Bei dieser dynamischen Ermüdungsprüfung wird das Tibiaplateau einseitig mit bis zu zehn Millionen Lastenwechsel untersucht. Darüber hinaus wird die Femurkomponente einer Dauerschwingprüfung unter hoher Flexion mit 220.000 Zyklen vollzogen (ASTM F2777-10). Die Steifigkeit eines Knieimplantates wird durch die ASTM F1223 ermittelt. Mit der Flächenpressung wird die Verteilung der Druckspannung der einzelnen Komponenten aufeinander mittels Druckmessfolien ermittelt.
Speziell für Mobile Bearing Systeme sind weitere Prüfnormen vorgeschrieben. Beim Luxationstest (ASTM 2724) wird die Luxationsneigung der mobilen Komponenten bestimmt. Dabei erfolgt eine axiale Belastung der Implantate unter 0°, 60°, 90° und maximaler Flexion, was zu einer provozierten Luxation des Implantats führt. Die Norm zur Dauerschwingprüfung unter Torsion (ASTM F2722) prüft Rotationsanschläge von mobile bearing Implantaten bei einem limitierten Bewegungsumfang von < 20° mit über 220.000 Zyklen bis zum Versagen des Implantats. Die Dauerschwingprüfung in anterior-posteriorer Richtung (ASTM F2723)  untersucht die Verbindung der Tibiakomponente und einer mobile bearing Polyethylen-Gleitfläche unter Berücksichtigung der Luxationssicherheit.
Ferner wird durch Simulatorversuche der Verschleiß von Kniegelenk-Totalendoprothesen erfasst. Gemäß der der verschiedenen Prüfnormen (ISO 14243-1, ISO 14243-2 und ISO 14243-3) führt der Simulator den anatomischen Gangyklus nahezu unter in-vivo Verhältnissen durch. In Abhängigkeit von der Versuchsdauer werden bis zu 5 Million Zyklen durchgeführt, der Verschleiß der Komponenten ermittelt und die Größenverteilung und Form der Abriebpartikel bestimmt.

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