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.

Zugl.: Bayreuth, University, Diss., 2009.

Universiẗat, Diss., 2004--Düsseldorf.

Ein Bio-PE und ein PLA werden mit einem für Gleitanwendungen üblichen PE-UHMW tribologisch verglichen. Den beiden Werkstoffen werden zusätzlich die Naturstoffe Haferspelzen, Hanfschäbengranulat und Buchefasern mit einem Füllstoffgehalt von 30 Gew.% zugesetzt. Diese Naturstoffe sind teilweise Reststoffe aus der verarbeitenden Industrie und können bei guten Ergebnissen nachhaltig wiederverwendet werden. Durch tribologische Untersuchungen dieser Compounds soll ein zweckmäßiger und nutzbringender Einsatz der Naturstoffe aufgezeigt werden.

Im Rahmen der Arbeit wurde ein semi-analytisches Berechnungsmodell für den Reibwert einzelner kugelförmiger Erhebungen erarbeitet, das die Berechnung der deformativen (μ_def) und adhäsiven (μ_adh) Reibanteile ermöglicht. Die Integration eines plastischen (Radius der Laufspur R_Spur) und eines viskosen (Rückstellwinkel ω) Verformungsanteils gestattet die Berechnung der realen Kontaktfläche während des Reibvorgangs. In Abhängigkeit des mittleren Kontaktdrucks kann damit der adhäsive Reibanteil μ_adh bestimmt werden. Die experimentelle Untersuchungen umfassten neben ungeschmierten Reibversuchen, die zur Ermittlung des gesamten Reibwertes (μ_ges) dienten, auch mit Silikonöl geschmierte Versuche aus denen sich μ_def ergibt. Anhand der Verifikationsversuche konnte einerseits gezeigt werden, dass beide Schmierungszustände zu gleichen Verformungen führen und andererseits wurde der Nachweis erbracht, dass der im Berechnungsmodell postulierte Zusammenhang zwischen dem Rückstellwinkel ω und μ_def Gültigkeit besitzt. Hierzu wurden Reibversuche mit segmentierten Kugeln durchgeführt, die eine gezielte Variation des Rückstellwinkels ω erlauben. Für beide untersuchten Reibpaarungen (Stahl | PE-UHMW und POM-C | PE-UHMW) kann abgeleitet werden, dass der deformative Reibanteil μ_def generell von untergeordneter Rolle ist (ca. 1/3 μ_ges) und der Einfluss des adhäsiven Reibanteils μ_adh überwiegt (ca. 2/3 μ_ges). Dabei sinkt μ_adh und folglich auch μ_ges mit zunehmendem Kontaktdruck p_(max,Ebene). Dieser wurde als verallgemeinerte Bezugsgröße eingeführt und beschreibt den maximalen Hertz´schen Kontaktdruck eines äquivalenten Kugel-Ebene-Kontaktes, der sich unter Eingabe des Kugelradius r_Kugel, der Normalkraft und der Verwendung der statischen E-Moduln beider Werkstoffe ergibt. Weiterhin zeigten die Untersuchungen, dass die oszillierende Bewegungsform im Vergleich zur rotierenden Bewegung immer einen erhöhten Reibwert μ_ges auszeichnet. Abschließend wurden noch Reibexperimente zu Mehrfachstrukturen aus POM-C mit je 6 Einzelerhebungen im Kontakt durchgeführt. Auch hier lag eine hohe Übereinstimmung zwischen Experiment und Modell vor. Es konnte gezeigt werden, dass Reibwerte für beide Bewegungsformen auf μ_ges ~ 0,13 gesenkt werden können. Bezogen auf den jeweiligen höchsten Reibwert (μ_(ges,rotierend) ~ 0,24, μ_(ges,oszillierend) ~ 0,34), welcher mit glatten Probekörpern ermittelt wurde, stellt dies eine erhebliche Reduktion dar. / In this thesis, a semi-analytical calculation model for the coefficient of friction (COF) of single spherical protrusions which allows the calculation of the deformative (μ_def) and adhesive (μ_adh) friction parts was developed. The integration of a plastic (radius of the running track R_Spur) and a viscous (rear angle ω) component of deformation allows the calculation of the real area of contact during the friction process. Depending on the mean contact pressure, the adhesive friction part μ_adh can be determined. The experimental studies included unlubricated friction tests, which served to determine the total COF (μ_ges), as well as tests being lubricated with silicone oil, from which μ_def is obtained. Based on the verification tests, it could be shown that both states of lubrication result in the same deformation and that the relationship between the rear angle ω and μ_def postulated in the calculation model is valid. Therefore, friction tests were carried out with segmented spheres, which allow a specific variation of the rear angle ω. For both friction pairings investigated (steel | PE-UHMW and POM-C | PE-UHMW), it can be concluded that the deformative friction part μ_def is generally of minor significance (approx. 1/3 μ_ges) and the influence of the adhesive friction part μ_adh predominates (approx. 2/3 μ_ges). Thereby μ_adh and consequently also μ_ges decreases with increasing contact pressure p_(max,Ebene). The latter was introduced as a generalised reference value and describes the maximum Hertzian contact pressure of an equivalent sphere-plane contact, which is obtained by entering the radius of the sphere r_Kugel, the normal force and using the static E-moduli of both materials. Furthermore, the investigations revealed that the oscillating form of motion always has an increased COF μ_ges compared to the rotating motion. Finally, friction experiments on multiple structures made of POM-C were carried out, each with 6 individual protrusions in contact. Also here, there was good agreement between the experiment and the model. It could be demonstrated that COF for both forms of motion can be reduced to μ_ges ~ 0.13. In comparison to the highest COF (μ_(ges,rotating) ~ 0.24, μ_(ges,oscillating) ~ 0.34), which were obtained with flat specimens, this is a significant reduction.