Erlangen-Nürnberg, Universiẗat, Diss., 2009. / Aus: Biomedizinische Technik ; 51.2006, S. 15 - 20.

Die Harris-Galante-Pfanne Typ 1 zeigte bisher exzellente klinische Langzeitergebnisse. Die meisten der publizierten Studien den Abrieb und Osteolysen betreffend stammen aus den USA. Die Daten basierten hierbei hauptsächlich auf der Untersuchung von 28 mm Femurköpfen aus Metall. In Europa werden vorwiegend 32 mm große Femurköpfe aus Keramik genutzt. Die Langzeitauswirkung der 32 mm Keramikköpfe auf Abrieb, Osteolysen und damit auf die Überlebensrate der Pfanne ist unzureichend geklärt. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, in wie fern der Einsatz von 32 mm Keramikköpfen den Polyethylenabrieb und die Rate an azetabulären Osteolysen und damit die Lockerungsrate beeinflusst. Wir konnten 282 unselektierte Hüftendoprothesen nach 13 Jahren Primärimplantation der Harris-Galante-Pfanne Typ 1 mit überwiegend 32 mm Keramikhüftköpfen untersuchen. Die klinische Untersuchung erfolgte unter der Verwendung von validierten klinischen Fragebögen, des Harris-Hip-Score, des modifizierten Western Ontario and McMaster University Score (WOMAC) und des Medical outcomes study 36-item short form health survey score (SF-36). Unter Verwendung des Programms Hip Analysis Suite™ wurden die aktuellsten Röntgenbilder im Vergleich zum direkt postoperativem Bild hinsichtlich Abrieb und Osteolysen vermessen. Die Überlebenszeitanalyse wurde mit dem Programm SPSS 13.0.1™ nach Kaplan und Meier kalkuliert. Von insgesamt 38 erforderlichen Revisionen der 282 Hüften war in 14 Fällen (3,2%) die Hüftpfanne betroffen. Darunter fanden sich 2 aseptische und 5 septische Pfannenlockerungen. Es wurde 3mal ein Pfannenwechsel infolge eines Inlayausbruchs notwendig, wobei eine der Hüften intraoperativ einen deutlichen Metallabrieb zeigte. 2 der Polyethyleninlay zeigten einen so starken Abrieb, dass sie ausgetauscht werden mussten. Nach rezidivierenden Prothesenluxationen wurde 1mal die Umsetzung der Pfanne und in einem anderen Fall nur eine offene Reposition vorgenommen. Lysesäume waren bei 25,5% der Hüften zu sehen, es war jedoch kein kontinuierlicher Saum oder ein Saum von über 1 mm in mehr als 2/3 unter Einschluss der Zone 2 zu verzeichnen. Die Migrationsmessung der Pfanne nach Nunn et al. zeigte keine Wanderung über 4 mm. (26) Somit war keine der Pfannen radiologisch als gelockert einzustufen.(30) Der Mittelwert des linearen Abriebs betrug 0,08 mm pro Jahr, der volumetrische Abrieb betrug 54,55 mm³. Die Überlebensrate für die aseptische Pfannenlockerung als Endpunkt betrug 0.99 (CI 0.93-1.00) nach 14 Jahren. Der durchschnittliche Harris-Hip-Score war mit 83,4 Punkten gut. 54% der Patienten gaben an schmerzfrei zu sein und bei 21,2% traten nur gelegentlich Schmerzen ohne jeglichen Einfluss auf die Alltagsaktivitäten auf. Zufrieden mit der derzeitigen Situation waren 94,1% und 5,9% glaubten keine Verbesserung durch die Operation erfahren zu haben. Im Vergleich zu anderen zementierten und nicht zementierten Pfannen zeigte die HGP-1 gute bis exzellente klinische sowie radiologische Ergebnisse. Die Rate an Versagern des Verankerungsmechanismus deckte sich mit den Ergebnissen aus anderen Studien. Wir fanden keinen vermehrten Abrieb oder häufigeres Auftreten von azetabulären Osteolysen bei Verwendung von 32 mm-Keramikköpfen. / The Harris Galante–I cup with 28mm-femoral cobalt-chrome head as mainly used in the United States showed an excellent long-term outcome. However, concerns of the HGP-I cup are increased pelvic osteolysis and linear wear. In Europe mainly femoral alumina ceramic heads (BIOLOX) were used with the HGP-I cup but the long-term impact of this practice on linear wear and the development of osteolysis remains unclear.

München, Techn. Univ., Diss., 2004.

Techn. Universiẗat, Diss., 2002--Berlin.

In der Arbeit wird das Verdichtungsverhalten von halm- und stengelförmiger Biomasse (Getreidestroh, Heu, Leinstroh) im Hochdruckbereich beschrieben mit dem Ziel der Herstellung eines Festbrennstoffes in Schüttgutform. Als Versuchseinrichtung wird eine Stempelpresse mit kreisförmigem Werkzeugquerschnitt genutzt. Das Halmgut wird unzerkleinert mit einem Feuchtegehalt von 12 16% unter Einwirkung von Drücken bis zu 250 MPa ohne Zugabe von Bindemitteln verpreßt. Es wird, abgeleitet aus den Versuchsergebnissen, eine neue Verdichtungsgleichung erstellt, die für das Verdichten von unzerkleinertem Halmgut (Feuchte bis 16%) im Hochdruckbereich gültig ist. Der Einfluß der jeweiligen Gutart wird in entsprechenden Konstanten berücksichtigt. Die Eigenschaften der hergestellten Briketts, wie u. a. Bindungsverhalten und Festigkeit, wurden untersucht. Zur Bestimmung der Abrieb- und Scherfestigkeit werden Testmethoden und -geräte angepaßt bzw. neu entwickelt. Die Ergebnisse der theoretischen und experimentellen Betrachtungen fließen in die Konzeption eines Brikettierverfahrens ein. Der Funktionsnachweis des Verfahrens wird durch den Bau und Test eines Prototypen erbracht.

Polyethylen (PE)-Abrieb der Hüft-Totalendoprothesen-Inlays kann abriebbedingte Osteolysen verursachen mit resultierenden Endoprothesenlockerungen, Verankerungsinstabilitäten und Dezentrierung der Hüftgelenke mit Gangunsicherheit. Mit dieser Arbeit soll die Bedeutung des Polyethylen-Abriebs auf die Entstehung einer periprothetischen proximalen Femurfraktur (PPFF) bei Patienten mit einliegender Hüft-Totalendoprothese (HTEP= gezeigt und mit einer asymptomatischen Kontrollgruppe verglichen werden. Diese Studie zeigt, dass Patienten mit einer PPFF und einliegender HTEP vermehrt an Abrieberkrankungen mit Dezentrierung des künstlichen Hüftgelenks sowie daraus resultierenden partikelinduzierten Osteolysen leiden. Im Vergleich mit einer asymptomatischen Kontrollgruppe zeigten sich wesentliche Unterscheidungsmerkmale im Bereich der verwendeten Hüftkopfgröße und beim verwendeten Hüftkopfmaterial. Es wurde festgestellt, das metallische Hüftköpfe in Verwendung als Metall-PE-Gleitpaarung höhere Abrieberscheinungen verursachten. Des Weiteren ergaben unsere Befunde in Bezug auf die Kopfgröße, das kleinere Hüftköpfe ein erhöhtes Risiko auf Verschleiß besitzen. Wir empfehlen den Patienten mit einliegender HTEP regelmäßige klinisch-radiologische Nachkontrollen durchführen zu lassen, um rechtzeitig eine sichtbare Dezentrierung des Hüftgelenks und das Vorhandensein von Osteolysen zu erkennen. Sollte dies der Fall sein und zusätzlich eine Ganginstabilität mit erhöhter Neigung zur Sturzgefahr vorliegen, dann ist die Empfehlung einer frühzeitigen Revisionsoperation mit Austausch der mobilen Teile (Hüftkopf- und Inlay) und das Auffüllen der Osteolysen mit Spongiosa oder Knochenzement durchzuführen. Auf diese Art und Weise kann das Auftreten einer PPFF als schwerwiegende Komplikation mit folgenreichen Konsequenzen reduziert werden.:Inhaltsverzeichnis I Abkürzungsverzeichnis II 1. Einleitung 1 1. 1. Hüft-Endoprothetik 1 1. 1. 1. Definition und Epidemiologie 1 1. 1. 2. Arthrose – Hauptursache und Symptomatik 3 1. 1. 3. Klassifikation und Risikofaktoren der Arthrose 4 1. 2. Periprothetische Frakturen 5 1. 2. 1. Definition und Epidemiologie 5 1. 2. 2. Ursachen und Risikofaktoren für postoperative PPF 6 1. 2. 3. Klassifikationen 7 1. 2. 4. Diagnostik und Symptome 10 1. 2. 5. Therapie 12 1. 2. 5. 1. Therapie postoperativer PPF 12 1. 2. 5. 2. Spezielle operative Behandlung 13 1. 3. Osteolyse und Prothesenlockerung 15 1. 4. Zielsetzung der Arbeit 18 2. Publikation 19 3. Zusammenfassung 26 4. Literaturverzeichnis 30 5. Tabellenverzeichnis 37 6. Abbildungsverzeichnis 37 7. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 38 8. Danksagung 39 9. Anlagen 40 9.1. Anlage 1 - Bestätigung des Eigenanteils an der Dissertation 40

In this work we discuss the design and implementation of a computer program to simulate the wear on knee implants over a standardized gait cycle. The contact problems during the gait cycle are formulated using linear elasticity with a linear non-penetration condition. Archard's wear law is used to estimate long-term wear. The algebraic problem after discretization is solved using the Truncated Nonsmooth Newton Multigrid (TNNMG) algorithm. The linear correction step of the algorithm leads to indefinite systems in our application for which we describe a novel heuristic damping algorithm. Our problem sizes allow using a direct solver for these systems and with some modifications we are able to reuse the Cholesky factorization of the system matrix over multiple iterations of the TNNMG algorithm. For our application we are able to significantly improve over the performance of IPopt, a state-of-the-art solver using penalty-based methods. The program is then used for in-silico simulations of wear of two different total knee implant models for which in-vitro results are also available. Both wear volume and spatial distribution of wear that are computed compare well with the experimental results.

In der Arbeit wird das Verdichtungsverhalten von halm- und stengelförmiger Biomasse (Getreidestroh, Heu, Leinstroh) im Hochdruckbereich beschrieben mit dem Ziel der Herstellung eines Festbrennstoffes in Schüttgutform. Als Versuchseinrichtung wird eine Stempelpresse mit kreisförmigem Werkzeugquerschnitt genutzt. Das Halmgut wird unzerkleinert mit einem Feuchtegehalt von 12…16% unter Einwirkung von Drücken bis zu 250 MPa ohne Zugabe von Bindemitteln verpreßt. Es wird, abgeleitet aus den Versuchsergebnissen, eine neue Verdichtungsgleichung erstellt, die für das Verdichten von unzerkleinertem Halmgut (Feuchte bis 16%) im Hochdruckbereich gültig ist. Der Einfluß der jeweiligen Gutart wird in entsprechenden Konstanten berücksichtigt. Die Eigenschaften der hergestellten Briketts, wie u. a. Bindungsverhalten und Festigkeit, wurden untersucht. Zur Bestimmung der Abrieb- und Scherfestigkeit werden Testmethoden und -geräte angepaßt bzw. neu entwickelt. Die Ergebnisse der theoretischen und experimentellen Betrachtungen fließen in die Konzeption eines Brikettierverfahrens ein. Der Funktionsnachweis des Verfahrens wird durch den Bau und Test eines Prototypen erbracht.

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