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Verschleißuntersuchung an Hüftendoprothesen
Um Abriebuntersuchung an Hüftendoprothesen durchzuführen, stehen zwei Hüftsimulatoren zur Verfügung. Diese
servo-hydraulischen Prüfmaschinen (MTS Minibionix mit Hüftaufsätzen) sind mit ihren vier aktiven Freiheitsgraden in der Lage Bewegungs- und Laufmuster des natürlichen Hüftgelenks zu simulieren.
Es ist möglich eine Extension/Flexion (Streckung/Beugung des Oberschenkels), eine Abduktion/Adduktion (abspreizen/ anspreizen des Oberschenkels), eine Innen-/Außenrotation sowie eine Gelenkskompressionskraft zu erzeugen.
Um Gehen in der Ebene zu simulieren, kann nach Prüfnormen (z.B. ISO 14242-1) vorgegangen werden, aber es können auch freie Bewegungsmuster angewendet werden. Für die Simulation wird der Prothesenkopf in eine Gussform mit Zweikomponentengießkunststoff fixiert und die Pfanne in eine Aufnahme eingegossen.
Beide Komponenten werden in einer flexiblen Simulationskammer montiert, die abgedichtet ist, um Verunreinigungen zu vermeiden.
Während der Simulation wird die Endoprothese von einem Umgebungsmedium, welches auf 37°C temperiert wird, umspült. Das Umgebungsmedium besteht aus verdünntem Kälberserum mit antibakteriellen Zusätzen. Die Implantate durchlaufen bei einer Frequenz von 1 Hz 500.000 Zyklen, was 500.000 Schritten entspricht.
Nach Erreichen der Zyklenzahl wird das Umgebungsmedium ausgetauscht. Das System wird demontiert und die Komponenten werden gravimetrisch, mit Hilfe einer CMM oder mit dem hr-ICPMS-Verfahren untersucht.
Während der Simulation werden der pH-Wert und die Proteinkonzentration im Umgebungsmedium überwacht und protokolliert. Die Untersuchung endet in der Regel nach 5 Mio. Zyklen, was einer in-vivo-Verweildauer von ca. 3 Jahren entspricht.
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Primärstabilität