Aus der Chirurgischen Klinik mit Poliklinik
der
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Durchgeführt in der Abteilung der Unfallchirurgie
Leiter: Prof. Dr. med. F. Hennig
Sinterungsverhalten der Modularen
Revisionsschaftprothese
Eine retrospektive Studie
Inaugural - Dissertation
zur Erlangung der Doktorwürde
der Medizinischen Fakultät
der Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg
vorgelegt von
Milan Straka
aus Trstena
Gedruckt mit der Erlaubnis der
Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg
Dekan: Prof. Dr. Dr. h. c. J. Schüttler
Referent: Priv.- Doz. Dr. K. Gelse
Koreferent: Prof. Dr. F. F. Hennig
Tag der mündlichen Prüfung: 23. November 2011
Meinen Eltern
I
Inhaltsverzeichnis
1. Zusammenfassung
1.1. Deutsche Zusammenfassung
1.1.1. Hintergrund und Ziele 01
1.1.2. Methoden (Patienten, Material und Untersuchungsmethoden) 01
1.1.3. Ergebnisse und Beobachtungen 02
1.1.4. Praktische Schlussfolgerungen 03
1.2. Summary
1.2.1. Background and purpose of the study 04
1.2.2. Methods (patients, material and research methods) 04
1.2.3. Results and observations 05
1.2.4. Practical conclusions 06
2. Einleitung und Aufgabenstellung
2.1. Einleitung 07
2.2. Aufgabenstellung 11
I
Inhaltsverzeichnis
3. Material und Methodik
3.1. Modulare Revisionsprothese 12
3.2. Operationstechnik 15
3.3. Patientenkollektiv 16
3.4. Frakturklassifikation 19
3.5. Der Harris-Hip-Score 21
3.6. Messtechnik 26
3.7. Statistik 28
4. Ergebnisse 4.1. Erfassbarkeit 29
4.2. Postoperative Komplikationen 30
4.3. Befragung und klinische Nachuntersuchung 31
4.4. Harris-Hip-Score 32
4.5. Röntgenbeurteilung und t-Test 34
4.6. Korrelationsanalyse 37
I
Inhaltsverzeichnis
5. Diskussion
5.1. Beeinflussung der Studienergebnisse
5.1.1. Wahl der MRP-Module 40
5.1.2. Radiologische Auswertung 41
5.2. Studienergebnisse 41
5.3. Distale Verriegelungsschraube 42
I
Inhaltsverzeichnis Literaturverzeichnis 43 Tabellenverzeichnis 48 Abbildungsverzeichnis 49 Danksagung 50 Lebenslauf 51
1
1. Zusammenfassung
_____________________________________________________________
1. Zusammenfassung
1.1. Deutsche Zusammenfassung
1.1.1. Hintergrund und Ziele
In dieser Studie wurden Patienten, die einen modularen
Revisionsendoprothesenschaft infolge Hüftendoprothesenlockerung erhalten
haben, untersucht. Mit dieser Nachuntersuchung sollte der klinische Erfolg
des Revisionsendoprothesenschafts sowie das Sinterungsverhalten
festgestellt werden.
1.1.2. Methoden (Patienten, Material und Untersuchungsmethoden)
Für diese Studie wurden 36 Patienten, die in den Jahren von 1996 bis 2005
mit einem modularen Revisionsendoprothesenschafts (im folgenden
abgekürzt mit „MRP“) des Hüftgelenks in der chirurgischen Universitätsklinik
Erlangen versorgt wurden, nachuntersucht. Es wurden die postoperativ
durchgeführten Röntgenbilder in einem Zeitraum von durchschnittlich 40 ±
25,3 Monaten ausgewertet und klinische Untersuchungen vorgenommen.
Der subjektive Erfolg der Prothese wurde durch Befragung der Patienten
ermittelt. Um einen Vergleich der Untersuchungsergebnisse ziehen zu
können, wurde der Harris-Hip-Score errechnet.
2
1. Zusammenfassung
_____________________________________________________________
1.1.3. Ergebnisse und Beobachtungen
Bei Auswertung der Röntgenbilder ergab sich eine mittlere vertikale
Migration der MRP von 1,13 ± 1,65 mm im Patientenkollektiv. In 3 Fällen kam
es zu Sinterungen von über 10 mm (Mittelwert 12,5 ± 2,54 mm). Diese Fälle
wurden hierbei außer acht gelassen, da sie den Mittelwert verfälschen. Bei
diesen Fällen kam es zur Fraktur der distalen Verriegelungsschraube.
Steckkonusbrüche oder Prothesenfrakturen waren in keinem Fall zu
beobachten.
Die modulare Revisionsschaftprothese hat sich in dieser Studie hinsichtlich
Stabilität als geeignet erwiesen. Bei den vorliegenden Frakturen der distalen
Verriegelungsschraube handelt es sich um Extremfälle.
Der Harris-Hip-Score, ein Bewertungsschema der Hüfte, betrug für die 36
erfassten Patienten postoperativ im Mittel 75,7 ± 13,7.
Angesichts des relativ alten Patientenkollektives (im Mittel 73,9 Jahre) kann
man hier von einem guten, klinischen Ergebnis sprechen.
Bei der Korrelationsanalyse ergab sich ein signifikanter negativ linearer
Zusammenhang zwischen Sinterung und Harris-Hip-Score
(Korrelationskoeffizient r12= −0,44). Das bedeutet je geringer die Sinterung
ausfällt, desto höher der Zufriedenheitsscore.
Indikation für den Hüftendoprothesenwechsel war eine aseptische
Lockerung. Alle 36 Patienten erhielten einen modularen
Revisionsendoprothesenschaft zementfrei implantiert.
3
1. Zusammenfassung
_____________________________________________________________
1.1.4. Praktische Schlussfolgerungen
Gerade ältere Patienten verlieren durch lange Krankenhausaufenthalte und
eingeschränkte Mobilität ihre Selbstständigkeit. Durch den aktuellen
demographischen Wandel wird dieses Problem noch verstärkt.
Die Belastung eines Hüftgelenkes ist erheblich. Es hat neben einer Trage-
auch eine Gleichgewichtsfunktion. Dies führt zu einer Potenzierung der Last
auf das 3-4 fache des Körpergewichts.
So müssen Systeme mit hoher Primärstabilität für einen kurzen
Klinikaufenthalt geschaffen werden. Der MRP-Titanschaft ist ein Schritt in
diese Richtung.
4
1. Zusammenfassung
_____________________________________________________________
1.2. Summary
1.2.1. Background and purpose of the study
The analysis of the treatment of inpatients with MRPs was carried out in
order to ascertain the clinical success of this type of artificial hip system. The
clinical success was evaluated by means of the sintering reaction of the
prosthesis.
1.2.2. Methods (patients, material and research methods)
For this study 36 inpatients, provided with a modular revision stem prosthesis
at the Erlangen Chirurgische Klinik in the period 1996 to 2005, were checked
up. Postoperative x-rays at an average of 40 ± 25,3 months and clinical
follow-up examinations were analysed. Comments with respect to patient
satisfication were elicted by means of a survey. In order to make the
examination results comparable, the Harris-Hip-Score, an evaluation scheme
of the hip, was compiled.
5
1. Zusammenfassung
_____________________________________________________________
1.2.3. Results and observations
The analysis of the x-rays showed on an average 1,13 ± 1,65 mm vertical
migration of the MRP. The prosthesis of 3 patients showed sinterings over 10
mm (mean 12,5 ± 2,54 mm). These patients had a fracture of the distal lock
screw. In this study no stem cone fractures and prosthesis fractures could not
be observed.
So the modular revision stem prosthesis showed good results regarding
stability. The three existing fractures of the distal lock screw must be seen as
extreme cases.
The Harris-Hip-Score, an evaluation scheme of the hip, showed a good
clinical outcome for the old patients (average age= 73,92 years): for all 36
patients the Harris-Hip-Score totaled up to 75,7 ± 13,7 on an average.
Regarding the correlation analysis there is a significant negative linear
connection between sintering and Harris-Hip-Score (correlation coefficient
r12= −0,44). That means the lower prosthesis migration the higher the
satisfaction score.
The indication for change of hip endoprosthesis was aseptical loosening. All
36 patients received a modular revision stem prosthesis cement-free
implanted.
6
1. Zusammenfassung
_____________________________________________________________
1.2.4. Practical conclusions
Especially older inpatients lose their independence by their limited mobility
and long durations of their stay in hospital. This problem is even reinforced
due to demographic change.
There is considerable stress working on the hip. Both support and balance
function is needed. This leads to amplification of load up to 3-4 times the
bodyweight.
So prothesis systems with a high primary stability should be created in order
to shorten the duration of the stay in hospital. The MRP-shaft is an important
development for this aim.
7
2. Einleitung und Aufgabenstellung
_____________________________________________________________
2. Einleitung und Aufgabenstellung
2.1. Einleitung
Die moderne Totalendoprothetik begann im Jahre 1938. Damals implantierte
Philip Wiles erstmals sechs Hüft-Total-Endoprothesen. Die metallische
Pfanne wurde im Becken mit zwei Schrauben verankert, der Hüftkopf mittels
eines Bolzens durch den Schenkelhals fixiert. Die Hüftprothese entspricht am
ehesten einer Schenkelhalsprothese, die Gleitpaarung bestand aus Metall-
Metall (Abb. 1).
Abbildung 1:
Hüft-Total-Endoprothese mit Gleitpaarung Metall-Metall
P. Wiles, London 1938
8
2. Einleitung und Aufgabenstellung
_____________________________________________________________
Da es an der Oberfläche der Stahlpfannen zu frühen Lockerungen kam,
suchte man nach neuen, besseren Werkstoffen.
Die Brüder Jean und Robert Judet (14,15) gingen 1950 von dem Gedanken
aus, den Femurkopf zu resezieren und durch eine pilzförmige
Femurkopfprothese aus Plexiglas zu ersetzen. Sie hatte den Vorteil einer
relativ großen Ausgangsstabilität, da sie mit ihrem Stiel in eine Bohrung in
den Knochen eingebracht wurde (7,28). Dem knöchernen Acetabulum stand
immer noch ein künstlicher Hüftkopf gegenüber. Daher bestand nach wie vor
eine ungünstige Gleitpaarung. Bei den Kopf-Hals-Modellen aus Plexiglas
nach Merle d`Aubigné (21), Lange (19) und Rettig (26) kam es zu
Materialbrüchen, weshalb sich diese nicht durchsetzen konnten.
Bei der Entwicklung einer geeigneten Totalendoprothese des Hüftgelenkes
mussten zwei grundlegende Probleme gelöst werden:
Zum einen benötigt man eine gewisse Ausgangsstabilität für beide
Gelenkpartner, zum anderen ein bioinertes und biokompatibles Material als
Grundstoff für die Prothese.
Thompson und Moore entwickelten 1952 eine Stahlprothese mit längerem
Stiel, diese wird auch heute noch verwendet (22).
Charnley aus Großbritannien sah die Vermeidung von Abrieb als oberste
Priorität an. Er entwickelte ein „low friction“- Prinzip und setzte dies über eine
Kunststoffpfanne und einen Metallkopf um (Abb. 2).
Charnley verwendete Teflon (20), welches sich jedoch als abriebsanfällig
erwies (23,33). Hier erschien Polyethylen geeigneter, welches auch bis heute
verwendet wird (20).
Es war ebenfalls Charnley, der Ende der 60er Jahre damit begann,
Hüftprothesen mit dem aus der Zahnmedizin bekannten Methylmetacrylat
(24) zu zementieren.
9
2. Einleitung und Aufgabenstellung
_____________________________________________________________
Abbildung 2:
Prothese nach Charnley
So versuchte Ring (27) 1964 zementfrei zu implantieren. Er verankerte die
Pfanne mithilfe einer langen Schraube im Becken. Der Nachteil der
zementfreien Implantation, die ungleichmäßige Kraftübertragung, versuchte
Judet über eine Oberflächenvergrößerung zu lösen. Er führte 1972 eine
Kobalt-Chrom-Nickel-Prothese mit poröser Oberfläche ein (16,17,18). Der
Schaft war gebogen und hatte einen rechteckigen Querschnitt.
Die 1976 von Huggler und Jackob (11,12) entwickelte
Druckscheibenprothese sollte die Spannungen im Femur physiologisch
gestalten und somit Knochensubstanz schonen.
10
2. Einleitung und Aufgabenstellung
_____________________________________________________________
Seit Anfang der 80er Jahre wurden sehr viele verschiedene
Prothesenmodelle entwickelt, welche bezüglich ihrer Form eine große
Ähnlichkeit hatten.
K. Zweymüller entwickelte 1984 ein neues Pfannendesign. Dabei kam eine
konische, selbstschneidende Metallschale aus Reintitan mit Polyethylen-
Inlay zum Einsatz (29).
Für ein besseres Einwachsen des Knochens auf die
Hüftendoprothesenoberfläche werden deren Oberflächen biokompatibel
gestaltet, in dem sie beispielsweise mit Hydroxylapatit versehen werden oder
aus einer porösen Titanoberfläche bestehen.
11
2. Einleitung und Aufgabenstellung
_____________________________________________________________
2.2. Aufgabenstellung
In der vorliegenden Studie soll das klinische Ergebnis sowie das
Sinterungsverhalten nach Versorgung mit der Modularen
Revisionsschaftprothese untersucht werden. Diese kommt vor allem zum
Einsatz bei der aseptischen Endoprothesenschaftlockerung. Ursache für die
Lockerung kann gerade bei älteren Menschen eine infolge Trauma
aufgetretene periprothetische Femurfraktur sein. 30% der Personen, die älter
als 65 Jahre sind, stürzen mindestens 1 mal pro Jahr. Das Risiko erhöht sich
auf 50% bei den 85 jährigen (3).
Durch die modulare MRP - Titanprothese kann gleichzeitig eine
Frakturschienung entsprechend einem Marknagel sowie eine distale
Prothesenverankerung erreicht werden. Modular bedeutet hierbei
intraoperative Längenanpassung der Prothese sowie Modifikation der
Anteversion. So kann die Klinik jederzeit auf ein komplettes Set von Schäften
zurückgreifen, und das mit zeitlich und finanziell vertretbarem Aufwand.
Zur Untersuchung des Sinterungsverhaltens wurde eine retrospektive Studie
an 36 Patienten durchgeführt. Hierbei wurden postoperative
Standardröntgenaufnahmen in zeitlicher Abfolge zueinander kalibriert und
evaluiert. Eventuelle Sinterungen konnten so berechnet werden. Außerdem
konnte der Harris-Hip-Score erhoben werden, als Indikator für Zufriedenheit
und Lebensqualität der Patienten.
12
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
3. Material und Methodik
3.1. Modulare Revisionsprothese
Bei der modularen Revisionsprothese (Peter Brehm GmbH, Weisendorf)
handelt es sich um ein zementfreies Endoprothesensystem. Das System
besteht aus der hochfesten biokompatiblen Titanlegierung TiAl6Nb7.
Matthew A. Hunter stellte 1910 erstmals reines Titanmetall her. Die
Legierung verfügt über ein ähnliches Elastizitätsmodul wie menschlicher
Knochen und fördert so gemeinsam mit einer Oberflächenrauhigkeit von 40-
60 µm die Osteointegration. Die Grundlage des MRP-Systems bilden
einzelne Module: ein Verankerungssschaft, ein Prothesenhals, eine
Schraube sowie ein optional aufsteckbares Sonderimplantat zum
Trochanterersatz. Ebenfalls besteht die Möglichkeit der Verlängerung durch
Zwischenschaltung einer Verlängerungshülse von 30 mm Länge (Abb. 3).
Die Verankerungsschäfte sind erhältlich in der Länge 140 mm bis 320 mm,
wobei es auch gebogene Varianten gibt. Der Prothesenhals ist in den
Längen 50, 60 und 70 mm erhältlich. Durch das Modularsystem lassen sich
Prothesenlängen von 190 bis 430 mm realisieren. Weiterhin besteht
intraoperativ bei bereits fest sitzendem Prothesenschaft die Möglichkeit einer
Schaftverlängerung nach proximal um 50 bis 100 mm. Der
Antetorsionswinkel ist ebenfalls frei einstellbar. Durch die sternförmige
Anordnung der Schaftrippen und die Konusform wird über Press-Fit eine
hohe Primärstabilität erreicht, was dem Patienten eine sofortige
Teilbelastung erlauben soll.
13
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
Für besonders schlechte operative Voraussetzungen wie subprothetische
Frakturen, schwere Traumata oder Tumoren existiert der MRP-Schaft mit
distaler Verriegelung. Er ist erhältlich in den Längen 260 mm und 320 mm.
Es besteht die Möglichkeit der Einbringung von bis zu zwei distalen
Schrauben. Hierbei wird eine distale Verankerung erzielt, im Gegensatz zur
proximalen Verankerung bei primär implantierten Hüft-TEPs.
Abbildung 3:
Modulare Revisionsprothese nach Brehm
14
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
Insbesondere bei der Revisionschirurgie mit Hüft-TEP-Lockerungen und
periprothetischen Frakturen müssen geschädigte und fehlende Abschnitte
des proximalen Femur stabil überbrückt werden. Ein Versuch die Defekte mit
weiterem Zement aufzufüllen erzielte keine zufriedenstellenden
Langzeitergebnisse (34). Deshalb wurde der Einsatz von zementfreien
Revisionsschäften empfohlen (6,9,31). Bei nichtmodularen Prothesen hat
man jedoch den Nachteil keine intraoperativen Korrekturen der Halslänge
oder des Antetorsionswinkels durchführen zu können, bzw. es konnten nur
teure Sonderanfertigungen verwendet werden. Mit dem MRP-System wurde
versucht, ein einfaches System für diese komplexen Fälle zu schaffen.
Zur Versorgung schwerster Revisionen ist der MRP-Titan pFE indiziert.
Hierbei handelt es sich um einen proximalen Femurersatz.
Einsatzmöglichkeiten sind zum Beispiel Osteosarkome, traumabedingter
Knochenverlust oder schwere Deformitäten. Der MRP-Titan pFE besitzt
hinsichtlich Modularität die selben Vorteile wie MRP-Titan und bedient sich
eines identischen Instrumentariums.
15
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
3.2. Operationstechnik
Die Implantation des MRP-Schaftes erfolgte unter Intubationsnarkose in
Seitenlage, es wurde ein standardisierter Kocher-Langenbeck-Zugang
gewählt. Vorteilhaft ist hierbei die Möglichkeit der Gelenkeinsicht.
Intraoperativ wurde die Lage des Schaftes per Röntgendurchleuchtung
kontrolliert.
16
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
3.3. Patientenkollektiv
Im Zeitraum von 1996 bis 2005 wurden in der Abteilung für Unfallchirurgie
der Chirurgischen Universitätsklinik Erlangen-Nürnberg 36 Patienten mit
einer modularen Revisionsprothese versorgt.
Bei diesen Patienten konnte eine standardisierte klinische und radiologische
Nachuntersuchung unter Verwendung des Harris-Hip-Scores durchgeführt
werden.
Der postoperativen radiologischen Nachuntersuchungen erfolgten zum einen
direkt postoperativ und zum anderen nach 40,0 ± 25,3 Monaten, bei einem
Minimum von 10 und einem Maximum von 115 Monaten.
Das Kollektiv setzt sich aus 23 (63,9 %) weiblichen und 13 (36,1 %)
männlichen Patienten zusammen (Abb. 4).
Abbildung 4:
Geschlechtsverteilung der Patienten
Geschlechtsverteilung der Patienten
23
13
weiblich
männlich
17
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
Das Durchschnittsalter zum Operationszeitpunkt betrug 70,4 Jahre, die
Standardabweichung hier liegt bei α=8,04. Die männlichen Patienten waren
im Durchschnitt 70,0 Jahre, die weiblichen Patienten im Durchschnitt 70,6
Jahre alt.
Abbildung 5:
Altersverteilung der Patienten
Die Seitenverteilung erfolgte annähernd gleichmäßig mit 21 links und 15
rechts implantierten MRP- Schäften (Abb. 6).
Altersverteilung der Patienten
0
3
6
9
12
15
18
Anzahl Patienten 4 15 14 3
51-60
Jahre
61-70
Jahre 71-80
Jahre 81-90
Jahre
18
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
Abbildung 6:
Seitenverteilung der implantierten MRP-Prothesen
19
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
3.4. Frakturklassifikation
Zur Klassifikation periprothetischer Frakturen gibt es mehrere gebräuchliche
Einteilungen mit unterschiedlichen Gewichtungen. Zu nennen wäre die von
Johansson (13), der seinerseits die Klassifikation von Whittaker (32) erweitert
hat. Bis zur Einführung der Vancouver-Klassifikation im Jahre 1995 war dies
die wichtigste Einteilung. Johansson unterscheidet zwischen Typ I-Frakturen
auf Prothesenschafthöhe und Typ II-Frakturen im Bereich der
Prothesenspitze. Typ III steht für Frakturen distal der Prothese (Tab. 2). Die
Einteilung nach Johansson ist jedoch zu unspezifisch und bei hauptsächlich
anatomischer Orientierung nicht aussagekräftig genug.
Tabelle 2:
Klassifikation nach Johansson
Frakturtyp Lokalisation n = 36
Typ I Prothesenschafthöhe 13
Typ II Prothesenspitze 19
Typ III distal der Prothesenspitze 4
Die Einteilung nach Mont und Maar (Tab. 3) ist insbesondere in der
deutschen Literatur gebräuchlich (1,5,25,30). Es werden 5 Lokalisationen
unterschieden.
20
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
Tabelle 3:
Klassifikation nach Mont und Maar
Frakturtyp Lokalisation n = 36
Typ I Trochanternah 2
Typ II Prothesenschaftmitte 12
Typ III Prothesenspitze 15
Typ IV Unter Prothesenspitze 3
Typ V periproth. Mehrfragmentfraktur 4
Differenzierter ist die Vancouver-Klassifikation von Duncan (Tab. 4). Sie hat
derzeit die weiteste Verbreitung. Hier werden Frakturlokalisation,
Prothesenstabilität und Knochenqualität berücksichtigt. Die Vancouver-
Klassifikation beinhaltet mit ihren Kriterien die zur Therapieplanung
notwendigen Informationen.
Tabelle 4:
Klassifikation nach Duncan
Fraktur-
typ
Lokalisation Subtyp n = 36
A Trochanterregion Al: Tr. minor 2
Ag: Tr. major 0
B Schaftbereich
bis Spitze
B1: feste Prothese 5
B2: gelockerte Prothese 15
B3: gelockerte Prothese bei
schlechter Knochenqualität
9
C Distal der
Prothesenspitze
5
21
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
3.5. Der Harris-Hip-Score
Harris veröffentlichte 1969 den Harris-Hip-Score. Hierbei handelt es sich um
ein Bewertungsschema der Hüfte (10). Er ist ein im anglo-amerikanischen
Raum häufig verwendeter Hüftscore. Für die Erhebung des Harris-Hip-
Scores wurden die Patienten nach den Kriterien Schmerz, Funktion,
Deformität und Bewegungsmöglichkeiten nach Versorgung mit einem MRP-
Schaft untersucht. Die Kategorie Schmerz kann dabei mit maximal 44
Punkten, die Kategorie Funktion mit maximal 47 Punkten, der Grad der
Deformität mit maximal 4 Punkten und die Kategorie Bewegungsausmaß mit
maximal 5 Punkten bewertet werden.
Die maximale Punktzahl beim Harris-Hip-Score beträgt somit 100. Für die 36
Patienten wurde der Score berechnet im Mittel nach 40,0 ± 25,3 Monaten.
22
3. Material und Methodik
Untersuchungsbogen (HARRIS – HIP SCORE 1969)
Mögliche Gesamtpunktzahl: 100 Punkte
Patientenname Untersuchungsdatum
1.) Schmerz (maximal 44 Punkte)
Kein Schmerz 44 �
Leichte, gelegentliche Schmerzen, ohne Einfluß auf die Aktivität 40 �
Leichte Schmerzen ohne Einfluß auf durchschnittliche Aktivitäten,
gelegentlich Aspirin 30 �
Mittlere Schmerzen, die eine normale Aktivität einschränken,
gelegentlich stärkere Schmerzmittel als Aspirin 20 �
Starke Schmerzen, erhebliche Einschränkung der Aktivität 10 �
Vollständig behindert, bettlägrig 0 �
23
3. Material und Methodik
2.) Funktion (maximal 47 Punkte)
2.1) Gangbild (maximal 33 Punkte)
a) Hinken
Kein Hinken 11 �
Leichtes Hinken 8 �
Mittelstarkes Hinken 5 �
Starkes Hinken 0 �
b) Gehhilfe
Keine Gehhilfen 11 �
Ein Handstock für lange Strecken 7 �
Ein Handstock für die meiste Zeit 5 �
Eine Krücke 3 �
Zwei Handstöcke 2 �
Zwei Krücken 0 �
Unfähig zu gehen (Grund) 0 �
c) Gehstrecke
Unbegrenzt 11 �
Über 1,6 km 7 �
500 m – 800 m 5 �
Nur innerhalb der Wohnung 3 �
Von Bett zum Stuhl 2 �
24
3. Material und Methodik
2.2) Funktionelle Aktivität (maximal 14 Punkte)
a) Treppensteigen
Normal, ohne Treppengeländer 4 �
Normal, mit Treppengeländer 2 �
Irgendeine Methode 1 �
Nicht möglich 0 �
b) Schuhe und Strümpfe
Problemlos 4 �
Mit Schwierigkeiten 2 �
Nicht möglich 0 �
c) Sitzen
Bequem auf jedem gewöhnlichen Stuhl 1 Stunde 5 �
Auf einem hohen Stuhl 30 Minuten 3 �
Nicht möglich 0 �
d) Öffentliche Verkehrsmittel
Einsteigen möglich 1 �
Nicht möglich 0 �
25
3. Material und Methodik
3.) Deformitäten (maximal 4 Punkte)
Flexionskontraktur < 30 Grad 1 �
Fixierte Adduktion < 10 Grad 1 �
Fixierte Innenrotation in Extension < 10 Grad 1 �
Beinlängendiffferenz < 3,2 cm 1 �
4.) Bewegungsumfang (maximal 5 Punkte)
Flexion 0 – 45 Grad X 1,0 = 45
45 – 90 Grad X 0.6 = 27
90 – 110 Grad X 0,3 = 6
110 – 130 Grad X 0,0 = 0
Abduktion 0 – 15 Grad X 0,8 = 12
15 – 20 Grad X 0,3 = 1,5
über 20 Grad X 0,0 = 0
Außenrotation 0 – 15 Grad X 0,4 = 6
über 15 Grad X 0,0 = 0
Innenrotation jede X 0,0 = 0
Adduktion 0 – 15 Grad X 0,2 = 3
über 15 Grad X 0,0 = 0
Extension irgendeine = 0
Die Summe wird multipliziert mit 0,05.
Schmerz __________
Funktion __________
Deformität __________
Bewegungsapparat __________
___________________________________________
Total __________
26
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
3.6. Messtechnik
Fokus dieser Studie war die Sinterung des MRP-Schaftes, die sogenannte
vertikale Migration. Die Sinterung wurde in mm gemessen.
Hierfür wurde das Programm Adobe Photoshop CS verwendet. Die Mehrzahl
der Röntgenbilder lag bereits im Format „psd“ vor, einige Aufnahmen
mussten erst mit Digitalkamera, Stativ und Röntgenbildbetrachter unter
Abdunkelung des Raumes digitalisiert werden. Die
Beckenübersichtsaufnahme erwies sich bei der Reproduktion essentieller
Landmarks als am geeignetsten, weshalb diese zum Vermessen
herangezogen wurde. Auf diese Weise wurden von 36 Patienten geeignete
Bilderpaare, bestehend aus direkt postoperativer und später durchgeführter
Aufnahme, gefunden (Mittelwert zwischen den Aufnahmen 40 ± 25,3
Monate). Als geeignet wurde ein Bilderpaar erachtet, wenn auf beiden
Aufnahmen nachvollziehbare Punkte, sog. Landmarks erkannt werden
konnten. Bei der Prothese wurde der höchste Punkt der Deckschraube, als
oberste Begrenzung des Schaftes, beim Knochen wurde die Spitze von
Trochanter major bzw. minor als Landmark herangezogen.
Zunächst wurden die Bilder etwas vergrößert, um die Messfehler zu
minimieren. Danach wurde ein rechteckiger Bildausschnitt, der die
betreffenden Landmarks erhält, ausgeschnitten und so weit rotiert, dass der
Prothesenschaft lotrecht zur Tischebene steht. Nun wurde der Durchmesser
der Deckschraube in beiden Bildern vermessen. Über den bekannten
Durchmesser dieser Deckschraube (18 mm) konnten die Bilder zueinander
kalibriert werden, um eine absolute Aussage über die Sinterung in mm
machen zu können. Danach musste je nach besserer Erkennbarkeit eine
Entscheidung für den Trochanter major oder den Trochanter minor gefällt
werden. In 30 Fällen wurde der Trochanter major herangezogen, nur in 6
Fällen der Trochanter minor.
27
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
Von der jeweiligen Trochanterspitze aus wurde nun in beiden Bildern eine
Strecke zum höchsten Punkt der Deckschraube als kraniale Begrenzung des
Prothesenschaftes gezogen (Abb. 8). Von dieser Strecke hat man lediglich
die Y- Koordinate, also den vertikalen Anteil für Messzwecke verwendet.
Die Daten wurden mittels Dreisatz unter Benutzung von Microsoft Excel
ausgewertet. So wurden absolute Werte über das Sinterungsverhalten des
MRP-Schaftes errechnet.
Abbildung 8:
Messbeispiel
28
3. Material und Methodik
_____________________________________________________________
3.7. Statistik
Die statistische Auswertung basiert auf den in Microsoft Excel erstellten
Datenerfassungstabellen. Als Softwareprogramm wurde Microsoft Excel
(Version 2003) verwendet. Die statistischen Darstellungen, Analysen und
Ergebnisse wurden mit Dipl.-Math. Peter Straka diskutiert und optimiert.
Es wurden Mittelwerte und Standardabweichung von Sinterung, Harris-Hip-
Score, Prothesenschaftdurchmesser und Nachuntersuchungszeitraum
gebildet. Zur Untersuchung der Korrelation der Parameter Sinterung, Harris-
Hip-Score und Durchmesser wurde die Korrelationsmatrix berechnet. Die
Sinterungen mit und ohne distale Verriegelungsschraube wurden mittels t-
Test verglichen. Die grafische Darstellung der Ergebnisse erfolgte mittels
deskriptiver Säulen- und Punktediagramme sowie mithilfe von tabellarischen
Darstellungen.
29
4. Ergebnisse
_____________________________________________________________
4. Ergebnisse
4.1. Erfassbarkeit
Bei 36 Patienten konnten über einen Zeitraum von 10 bis 115 Monaten
(Mittelwert = 40,0 ± 25,3 Monate) postoperativ Befragungen, radiologische
Kontrollen sowie klinische Nachuntersuchungen durchgeführt werden.
30
4. Ergebnisse
_____________________________________________________________
4.2. Postoperative Komplikationen
Es waren insgesamt 6 Komplikationen zu verzeichnen. Den
Operationsberichten und Entlassungsbriefen zufolge zeigten 30 Patienten
keine postoperativen Komplikationen. In 2 Fällen wurde eine Thrombose
tiefer Beinvenen beobachtet, diese konnte durch konservative
Therapiemaβnahmen zur vollständigen Ausheilung gebracht werden. Zu
einem postoperativen Hämatom kam es in einem Fall, hier erfolgte eine
Wundrevision mit Hämatomausräumung und Sulmycinschwammeinlage. In 2
Fällen wurden kardiopulmonale Probleme beobachtet. Hierbei kam es bei
einem Cor-Pulmonale-acutum zu einer Spontanremission. Beim weiteren
kardiopulmonalen Zwischenfall wurde eine medikamentöse Therapie mit
Katecholaminen erforderlich. Zu einer Luxation kam es bei einem Patient.
Hier wurde erfolgreich konservativ behandelt.
Abbildung 9:
Postoperative Komplikationen
Postoperative Komplikationen
30
2 2 1 10
10
20
30
40
keine kardiopulmonale Komplikation
Thrombose Hämatom Luxation
31
4. Ergebnisse
_____________________________________________________________
4.3. Befragung und klinische Nachuntersuchung
11 Patienten gaben keine, 11 Patienten leichte, 12 Patienten mäßige und 2
Patienten starke Schmerzen an.
Die mittlere Flexion ergab im Gesamtkollektiv 94°, die Abduktion 29°, die
Außenrotation 24°, die Adduktion 16°.
33 der 36 Patienten gaben an, mit der Operation zufrieden zu sein. 2
Patienten waren wegen persistierender, starker Schmerzen unzufrieden und
ein Patient hätte sich durch den Eingriff mehr Mobilität erhofft.
Schmerzen im Bereich der
Hüftprothese
11 1112
2
0
2
4
6
8
10
12
14
keine Schmerzen
leichte Schmerzen
mäßige
Schmerzen
starke Schmerzen
Abbildung 10:
Schmerzen im Bereich der Hüftprothese
32
4. Ergebnisse
_____________________________________________________________
4.4. Harris-Hip-Score
Der Harris-Hip-Score betrug für die 36 erfassten Patienten im Mittel 75,66 ±
13,69 Punkte bei einem Minimum von 49,73 und einem Maximum von 100
Punkten. Nach Harris ist ein Ergebnis bei einer Punktzahl von 91-100 als
exzellent zu bezeichnen, bei 81-90 Punkten als gut, bei von 71 bis 80
Punkten als mittelmäßig und bei unter 70 Punkten als schlecht (10). Bei
diesem relativ alten Patientenkollektiv (bei der Befragung im Mittel 73,92 ±
6,89 Jahre) kann man jedoch trotzdem von einem „guten“ oder
„altersentsprechenden“ Ergebnis sprechen. So konnten postoperativ 94,4 %
der Patienten mit oder ohne Benutzung des Geländers Treppen steigen und
80,5 % können über eine Stunde bequem im Stuhl sitzen. 91,7% der
Patienten gaben an mit der Operation zufrieden zu sein. Die Unzufriedenheit
dreier Patienten rührte von Schmerzen bzw. unbefriedigender Mobilität.
Harris-Hip-Score
40
50
60
70
80
90
100
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Patienten
Sco
re
Abbildung 11:
Harris-Hip-Score
33
4. Ergebnisse
_____________________________________________________________
<40 40-5051-60 61-70 71-80 81-90 91-
100
01234
5
6
7
8
9
Anzahl Patienten
Score
Einteilung Score in Gruppen
Abbildung 12:
Einteilung des Harris-Hip-Scores in Ergebnisgruppen
34
4. Ergebnisse
_____________________________________________________________
4.5. Röntgenbeurteilung und t-Test
Bei der Vermessung der direkt postoperativen bzw. spätpostoperativen
Röntgenbilder ergab sich ein durchschnittlicher Nachuntersuchungszeitraum
von 40,0 ± 25,3 Monaten. Die mittlere axiale Migration beim Gesamtkollektiv
von 36 Patienten betrug 1,13 ± 1,65 mm. Im Vergleich dazu die
Wagnerschaftprothese in der Studie nach Böhm 5,9 mm (4). In dieser Studie
wurden 14 Patienten mit MRPs inklusive distaler Verriegelungsschrauben
und 22 Patienten mit MRPs ohne zusätzliche Schrauben versorgt. Von den
14 Patienten mit distaler Schraube zeigten 11 eine Sinterung von 0 bis 2,41
mm (Mittelwert = 0,63 ± 0,92 mm). Bei den 3 Fällen mit Fraktur der distalen
Verriegelungsschrauben betrug die Sinterung jeweils mehr als 10 mm
(Mittelwert = 12,46 ± 2,54 mm). Alle 14 mit distalen Schrauben versehenen
Prothesen sind im Mittel um 3,16 ± 5,20 mm gesintert. Demgegenüber
stehen bei 22 Fällen ohne Verriegelungsschrauben Sinterungen von 0 bis
5,08 mm (Mittelwert 1,38 ± 1,88 mm).
Somit konnte festgestellt werden, dass im Mittel MRP-Schäfte mit distaler
Verriegelungsschraube ein geringeres Sinterungsverhalten im Vergleich zu
MRP-Schäften ohne Schraube aufweisen, wenn man die Komplikation der
Fraktur der distalen Schraube außer Acht lässt (Mittelwert mit Schraube=
0,63 ± 0,92 mm gegenüber Mittelwert ohne Schraube= 1,38 ± 1,88 mm).
Es wurde ein 2 Stichproben t-Test durchgeführt. Beide Stichproben wurden
als unabhängig angenommen. Die Berechnung der t-Teststatistik führte zu
dem Wert 1,21. Legt man eine student-t Verteilung mit m+n-2= 31
Freiheitsgraden zu Grunde, so entspricht dies einem p-Wert von etwa 11,8%.
Der Test gibt also statistische Hinweise für eine stärkere Sinterung bei MRP-
Schäften ohne distale Veriegelungsschraube.
35
4. Ergebnisse
_____________________________________________________________
Neben der distalen Verankerungsmethode können bei der MRP-Prothese die
radiär angeordneten scharfen Schaftrippen sowie die raue
Implantatoberfläche (40 bis 60 µm) als vorteilhaft angesehen werden. Zudem
sorgt der gebogene Verankerungsschaft für Rotationsschutz. Diese Faktoren
begünstigen eine rasche Osseointegration und der Langzeiterfolg ist
aufgrund des geringen Sinterungsverhaltens radiologisch bestätigt. Auch die
Möglichkeit intraoperativ auf unterschiedlichste Gegebenheiten bezüglich
Offset, Länge und Anteversion reagieren zu können, bietet einen Vorteil
gegenüber nichtmodularen Systemen und begünstigen die Einheilung und
das klinische Langzeitergebnis.
Es ergaben sich radiologisch keine Nachteile des modularen Charakters
hinsichtlich der Stabilität. So kam es weder zu Prothesenfrakturen, noch zu
Korrosion, Steckkonusbrüchen oder –diskonnektionen.
Die 3 Frakturen der distalen Verriegelungsschrauben ergaben sich jeweils
durch einen Sturz der betroffenen Patienten. Der klinische Misserfolg dieser
3 Patienten korreliert mit dem Harris-Hip-Score, der mit 51,7-60,0 gering
ausfiel, und ebenfalls den Misserfolg der prothetischen Versorgung
ausdrückt.
36
4. Ergebnisse
_____________________________________________________________
Sinterung in mm bei Pat. mit distaler Verriegelungsschraube
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Patienten
mm
Abbildung 13:
Sinterung in mm bei Patienten mit distaler Verriegelungsschraube
Sinterung in mm bei Pat. ohne distale Verriegelungsschraube
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20 25
Patienten
mm
Abbildung 14:
Sinterung in mm bei Patienten ohne distale Verriegelungsschraube
37
4. Ergebnisse
_____________________________________________________________
4.6. Korrelationsanalyse
Zur Überprüfung der Korrelation der Parameter Sinterung (Mittelwert 1,13 ±
1,65 mm), Harris-Hip-Score (Mittelwert 75,66 ± 13,69 Punkte) und
Prothesenschaftdurchmesser (Mittelwert 16,14 ± 2,28 mm) wurde die
Korrelationsmatrix berechnet. Diese setzt sich zusammen aus den jeweiligen
Korrelationskoeffizienten.
Abbildung 15:
Sinterung in mm beim Patientenkollektiv
Sinterung in mm
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Patienten
mm
38
4. Ergebnisse
Harris-Hip-Score
40
50
60
70
80
90
100
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Patienten
Sco
re
Abbildung 16:
Harris-Hip-Score
Durchmesser in mm
10
12
14
16
18
20
22
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Patienten
mm
Abbildung 17:
Prothesenschaftdurchmesser in mm
39
4. Ergebnisse
Korrelationskoeffizient r12 (Sinterung zu Harris-Hip-Score) = -0,44
Korrelationskoeffizient r13 (Sinterung zu Durchmesser) = -0,25
Korrelationskoeffizient r23 (Harris-Hip-Score zu Durchmesser) = -0,03
Hieraus ergibt sich die Korrelationsmatrix R
1 -0,44 -0,25
-0,44 1 -0,03
-0,25 -0,03 1
Der Korrelationskoeffizient r (oder Produkt-Moment-Korrelation) beschreibt
den Grad des linearen Zusammenhangs von zwei Merkmalen. Er bewegt
sich zwischen -1 und +1. Bei einem Wert von 0 hängen die beiden Merkmale
überhaupt nicht linear voneinander ab, bei +1 bzw. -1 besteht ein vollständig
positiver bzw. negativer linearer Zusammenhang.
Somit besteht ein signifikanter negativ linearer Zusammenhang (r12= −0,44)
zwischen Sinterung und Harris-Hip-Score. Das bedeutet je geringer die
Sinterung, desto höher der Harris-Hip-Score. Über die Korrelation Sinterung
zu Durchmesser (r13= −0,25) ist keine Aussage möglich, was auch an der
geringen Fallzahl von 36 Patienten liegt. Zwischen Harris-Hip-Score und
Durchmesser scheint überhaupt kein Zusammenhang zu bestehen (r23=
−0,03).
40
5. Diskussion
_____________________________________________________________
5. Diskussion
5.1. Beeinflussung der Studienergebnisse
5.1.1. Wahl der MRP-Module
Ziel dieser retrospektiven Studie war es, das Sinterungsverhalten der
modularen Revisionsprothese (Fa. Brehm, Weißendorf) eines festgelegten
Patientenkollektivs zu evaluieren.
Die Studie basiert auf Untersuchungen von 36 Patienten mit 36 modularen
Revisionsprothesen. Prothesenschäfte des MRP-Systems gibt es in den
Längen 190 – 320 mm und in den Durchmessern 13-22 mm und zusätzlich in
den Sonderdurchmessern 23 bis 30 mm. Die Prothesenschäfte der
untersuchten Patienten waren 200 bis 320 mm lang und hatten einen
Druchmesser von 13 bis 21 mm. Die Entscheidung, welche Länge und
welcher Durchmesser verwendet werden, wird letztendlich intraoperativ
getroffen. Somit variiert die Auswahl der MRP-Systemkomponenten in
gewisser Weise mit den Operateuren, die diese auswählen. Da die Patienten
dieser Studie von verschiedenen Chirurgen operiert wurden, beeinflusst
dieser Faktor die Studienergebnisse.
41
5. Diskussion
_____________________________________________________________
5.1.2. Radiologische Auswertung
Als geeignetes Bild für die Auswertung der relevanten Landmarks wurde die
Beckenübersichtsaufnahme gewählt. Da nicht immer digitale Röntgenbilder
vorlagen, wurden die analogen Röntgenbilder zwecks Vergleichbarkeit
mittels Digitalkamera, Stativ und Röntgenbildbetrachter digitalisiert. Diese Art
von Digitalisierung kann die Messergebnisse beeinflussen; um die dadurch
entstandenen Fehler gering zu halten wurde stets auf eine exakte Einstellung
geachtet. Dass zur Vermessung sowohl Trochanter minor als auch
Trochanter major verwendet wurde hat keinen systematischen Einfluss auf
die Versuchsergebnisse.
5.2. Studienergebnisse
Trotz der zunehmenden Anzahl von MRP-Implantationen sind die
Patientenkollektive zur Untersuchung von Langzeitverläufen klein. Aufgrund
der Fallzahl der 36 hier betrachteten Patienten ist nur eine beschränkte
Aussage möglich. In der Literatur finden sich oft Studien mit geringer Fallzahl
(2,8,25,30,35).So auch bei Probst et al. (25) eine Metaanalyse aus 55
Studien mit 1370 Patienten, was einer durchschnittlichen Anzahl von 25
Patienten pro Studie entspricht. Somit zeigt sich, dass das untersuchte
Kollektiv von 36 Patienten durchaus einem Literaturvergleich standhält.
42
5. Diskussion
_____________________________________________________________
5.3. Distale Verriegelungsschraube
In 3 Fällen dieser Studie kam es zu einem Bruch der distalen
Verriegelungsschraube durch einen Sturz der Patienten. Von den 36
Patienten dieser Studie entsprechen die 3 Patienten immerhin 8,3%. Die
modulare Revisionsschaftprothese hat sich in dieser Studie hinsichtlich
Stabilität als geeignet erwiesen, wobei beachtet werden muss, daß die 3
vorliegenden Frakturen als Extremfälle gesehen werden müssen. So waren
zwei der Patienten adipös, der Dritte stürzte sehr unglücklich auf die
Badewanne.
Die distale Verriegelungsschraube ist indiziert bei schlechten operativen
Voraussetzungen, sie verringert darüber hinaus auch die vertikale Migration
(Mittelwert = 0,63 ± 0,92 mm gegenüber Mittelwert 1.38 ± 1,88 mm ohne
distale Verriegelungsschraube).
43
Literaturverzeichnis
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Tabellenverzeichnis
____________________________________________________________________
Tabellenverzeichnis:
1: „Altersverteilung“ 17
2: „Klassifikation nach Johansson“ 19
3: „Klassifikation nach Mont und Maar“ 20
4: „Klassifikation nach Duncan“ 20
49
Abbildungsverzeichnis
__________________________________________________________
Abbildungsverzeichnis:
1: „Hüft-Total-Endoprothese mit Gleitpaarung Metall-Metall“
P. Wiles, London 1938 7
2: „Prothese nach Charnley“ 9
3: „Modulare Revisionsprothese nach Brehm“ 13
4: „Geschlechtsverteilung der Patienten“ 16
5: „Seitenverteilung der implantierten MRP-Prothesen“ 18
7: „Messbeispiel“ 27
8: „Postoperative Komplikationen“ 30
9: „Schmerzen im Bereich der Hüftprothese“ 31
10: „Harris-Hip-Score“ 32
11: „Einteilung des Harris-Hip-Scores in Ergebnisgruppen“ 33
12: „Sinterung in mm: Patienten mit distaler Verriegelungsschraube“ 36
13: „Sinterung in mm: Patienten ohne distale Verriegelungsschraube“ 36
14: „Sinterung gesamt“ 37
15: „Durchmesser Prothesenschaft“ 38
50
Danksagung
_____________________________________________________________
Herrn Prof. Dr. med. F. Hennig gilt mein aufrichtiger Dank für die Möglichkeit
der Erstellung dieser Dissertation und die Überlassung des interessanten
Themas.
Sehr herzlich bedanke ich mich bei Herrn OA Dr. med. Matthias Blanke für
die stets sehr hilfsbereite, gute und kompetente Betreuung während der
Datenerhebung, Auswertung und Verfassung der Arbeit.
Mein Dank gilt auch den Mitarbeitern der Universitätsklinik Chirurgie
Erlangen, die mir bei dieser Studie behilflich waren.
51
Lebenslauf
Name Milan Straka
Geburtsdatum / -ort 07.05.1977, Trstena
Nationalität deutsch
Eltern Dr. med. Stanislav Straka
Dr. med. Veronika Straka, geb. Kollarova
Geschwister Peter und Katharina Straka
Familienstand ledig
Schulbildung 1984 - 1987
Grundschule, Deggendorf
1987 -1997
Comenius-Gymnasium, Deggendorf
Zivildienst 1997 - 1998
Schulabschluss Abitur
Hochschulstudium 1998 - 2006 Studium der Zahnmedizin an der
Universität Erlangen- Nürnberg
Hochschulabschluss 2006 Approbation Zahnmedizin
Promotion 2004 - 2011
Dissertation in der Chirurgischen Klinik der
Universität Erlangen-Nürnberg
Thema:
„Sinterungsverhalten der Modularen
Revisionsschaftprothese – Eine retrospektive
Studie“
Arbeit seit 2006 Zahnarzt in Privatpraxis