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Fragestellung: In früheren experimentellen Untersuchungen zur hüftstabilisierenden Wirkung des atmosphärischen Druckes wurden Gelenkmodelle von 22 - 44 mm Durchmesser einer anwachsenden Hebelwirkung ausgesetzt. Dabei bestätigte sich der erwartete erhebliche Anstieg des Luxationswiderstandes bei Zunahme des Gelenkdurchmessers. Da sich verfügbare Endoprothesenköpfe bezüglich des Kugelsektors unterscheiden, sollte geprüft werden, ob und in welchem Ausmaß derartige Designunterschiede die Luxationsstabilität beeinflussen.

Methodik: Für die Untersuchung wurden zwei Kugelköpfe (D=44 mm) angefertigt, wobei Kopf A einer nahezu vollständigen Kugel (Kugelsektor 310,8 grad) und Kopf B einer unvollständigen Kugel mit konusseitiger Abflachung (Kugelsektor 195,7 grad) entsprach. Als Material diente Polyethylen, um die Gewichtsdifferenz vernachlässigen zu können. Beide Köpfe wurden auf einen Konusadapter aufgesetzt, der mit einem Hebel mit integriertem Biegemomentsensor verbunden war. Die verwendete Halbkugelpfanne bestand aus Polyethylen. Die Gelenke wurden von einer Kapsel aus Gummi hermetisch umschlossen, die 1 ml Wasser und keine Luft enthielt. Im Versuchsablauf wurden beide Gelenke ausgehebelt, wobei eine kontinuierliche Messung der wirkenden Kraft und resultierenden Dislokation erfolgte (Biegemomentsensor Typ KM302- 30 N, Wegaufneh¬mer Typ MDCG50-K-2410-0,25 - Firma MEGATRON, Dresden). Messwertaufzeichnung, Ermittlung der Maximalkraft und Berechnung des maximalen Hebelmomentes erfolgten PC-gestützt. Der Versuch wurde dreifach wiederholt. Zum Vergleich mit handelsüblichen Implantaten erfolgten eine Vermessung der im Vorversuch verwendeten 6 Keramikköpfe ("Biolox delta", D 22 - 44 mm) und eine Berechnung der Kugelsektoren.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die beim Aushebeln der Gelenkmodelle ermittelten Maximalkräfte betrugen 30,9 N (Kopf A) und 25,0 N (Kopf B), die errechneten maximalen Drehmomente 6,21Nm (Kopf A) und 5,03Nm (Kopf B). Aus der Reduktion des Kugelsektors um 115,1 grad resultierte eine relative Absenkung der Stabilität auf 81%. Die Messung der Kugelsektoren handelsüblicher Endoprothesenköpfe ergab 270,8 grad (D=22 mm), 249,7 grad (D=28 mm), 248,5 grad (D=32 mm), 232,8 grad (D=36mm), 233,5 grad (D=40 mm) und 228,3 grad (D=44 mm).

Die Reduktion des Kugelsektors von Hüftendoprothesenköpfen führte somit zu einer deutlichen Abnahme der Luxationsstabilität der untersuchten Gelenkmodelle um 19%. Die Messung der Kugelsektoren verfügbarer Hüftendoprothesenköpfe ergab abnehmende Werte im Bereich der größeren Kopfdurchmesser. Durch dieses konstruktive Vorgehen wird der mögliche Stabilitätsgewinn größerer Kopfdurchmesser abgeschwächt. Da Impingement und Hebelwirkung unbestritten die wichtigsten Luxationsmechanismen darstellen, sollte überprüft werden, ob die Reduktion des Kugelsektors bei Hüftendoprothesenköpfen sinnvoll ist. Die Verwendung von Kugelköpfen mit maximiertem Kugelsektor erhöht den Luxationswiderstand und könnte somit das Luxationsrisiko nach Hüftendoprothesenimplantation weiter vermindern.