Experimentelle Untersuchungen zum Abriebverhalten von zementierten Hüftendoprothesenstielen aus Titan- und Kobalt-Chrom-Basislegierungen

Abstract

Hauptursache für Versagen vonHüftendoprothesen ist die Partikelinduzierte aseptische Lockerung. Einzelne Modelle zementierter Titan-Stiele zeigten überdurchschnittlich hohe Frühlockerungsraten, bedingt durch erhöhte Freisetzung von Abriebpartikeln sowie Korrosionsvorgänge. Ziel war es, den Einfluss von Werkstoffzusammensetzung und Topographie des Hüftstiels auf das Abriebverhalten in der Grenzflä-che mit dem Knochenzement zu analysieren. Es wurden zementierte Stiele (n=12) aus TiAl6Nb7 und CoCr28Mo6 mit rauhen und glatten Oberflächen analysiert. Nach Lockern der Grenzfläche wurden definierte Relativbewegungen (±250 pm) zyklisch über 3 Mio. Lastwechsel unter trockenen Umgebungsbedingungen appliziert. Mit rauh gestrahlten Titan-und Kobalt-Chrom-Stielen wurde deutlich mehr Abrieb generiert als mit glatten Stielen. An rauhen Stielen waren makroskopisch abrasive Verschleißspuren ersichtlich, an glatten Stielen waren diese erst durch REM-Analyse nachweisbar. Mittels Atomabsorptionsspektrometrie wurde die höchste Konzentration von Titan bzw. Kobalt im Abrieb nach der Testung rauher Stiele ermittelt. Zusammenfassend wird das Abriebverhalten maßgeblich von der Stiel-Topographie bestimmt; dagegen hat der Stiel-Werkstoff einen geringeren Einfluss. Die glatten TiAl6Nb7-Stiele zeigten den geringsten Verschleiß.