Die Beanspruchung des Femur nach Hüftgelenkersatz

Zusammenfassung

Die Beanspruchung eines Femur mit Hüftendoprothese wurde mit der Methode der finiten Elemente berechnet und die Ergebnisse wurden mit Dehnungsmeßstreifen am realen Knochen überprüft. Untersucht wurde der Einfluß der Prothesenschaftlänge und des Kragens auf die Spannungsverteilung. Für Prothesen mit strukturiertem Schaft, der die Übertragung von Schub- und Zugspannungen in der Grenzfläche Endoprothese - Knochenzement bzw. Knochen ermöglicht, hat die Schaftlänge nur geringen Einfluß auf die Spannungsverteilung. Lediglich an der Prothesenspitze treten deutliche Änderungen auf. Durch einen Prothesenkragen werden die Spannungen im Knochen in der Nähe der Resektionsfläche deutlich reduziert, an den anderen Stellen ändert sich die Spannungsverteilung jedoch nicht. Die heute üblichen Endoprothesen mit glattem Schaft, die keine Zugspannungen in der Grenzfläche Prothese - Knochenzement übertragen können, sind mit den getroffenen Annahmen nicht erfaßbar. Eine Übertragung der Ergebnisse auf diese Prothesentypen ist nicht ohne weiteres möglich.

Abstract

The stresses in femur after joint replacement have been calculated with the finite element method and the results were checked by using strain gauges glued on the surface of the femur and on the prosthetic stem. The influence of stem length and prosthetic collar on the distribution of the stresses have been investigated. The stem length has only a minor effect on the stress distribution if the stem has a texture which allows transfer of tension and shear at the interface endoprosthesis - bone cement. Merely at the tip of the stem changes of the stresses are obvious. The stresses in the bone near the resection plane are distinctly reduced if the prosthesis has a collar. These results have very limited relevance for implants with a smooth stem which does not allow the transfer of tension and shear at the interface endoprosthesis - bone cement.