von Qing Shou
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| [1.] Qs/Fragment 024 01 - Diskussion Zuletzt bearbeitet: 2018-08-02 10:34:15 WiseWoman | Behrendt 2002, Fragment, Gesichtet, KomplettPlagiat, Qs, SMWFragment, Schutzlevel sysop |
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| Untersuchte Arbeit: Seite: 24, Zeilen: 1 ff. (komplett) |
Quelle: Behrendt 2002 Seite(n): 12, Zeilen: 5 ff. |
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| [Die Komponentendicke, die Oberflächenkon]formität, das Elastizitätsmodul von Polyethylen und der Reibungskoeffizient. Bei der Flexion tritt bis zu 50 % höhere Kontaktspannung auf als in Extension. Bei einer relativ dicken Komponente von 8 mm, wie sie unter biomechanischen Gesichtspunkten für UHMWPE gefordert wird, zeigen die maximalen Kontaktspannungen bei einer Belastung von 1500 Newton eine geringe Abhängigkeit von dem Komponentendicken. Eine starke Erhöhung der Dicke um bis zu 50 % bewirkt nur eine geringe Änderung der Spannungshöhe von 33 auf 28 Megapascal oder 15 %. Dies steht im Gegensatz zum Verhalten des dünneren Tibiaplateaus, wobei eine Dickenänderung um 50 % von 8 auf 4 mm einen Anstieg der Kontaktspannung um 35 % bewirkt.
Das natürliche Kniegelenk weist mit 0,009 einen extrem niedrigen Reibungskoeffizienten auf [47]. Hierfür verantwortlich sind die Anatomie und Physiologie der Synovia und des Gelenkknorpels, dessen Reibungskoeffizient um ein mehrfaches niedriger ist als z.B. der von Teflon auf Teflon, die Anwesenheit der Menisci und die natürlichen Schmiereigenschaften der Synovialflüssigkeit [48]. Der Reibungskoeffizient von Cobalt-Chrom-Molybdän (Co-Cr-Mo), sowie der Titanlegierungen bei Paarung mit UHMWPE-Kunststoffen liegt bei 0,1 - 0,4 [49,50]. Nach Scuderi und Insall sollen die Artikulationsflächen mit großer Flächenkonformität in mediolateraler Richtung das Risiko einer Oberflächenzerstörung minimieren können. Gleichzeitig sollte die Dicke der PE-Komponente maximiert werden, um dadurch Spannungsbelastungen der Oberfläche zu verringern [51]. Die Konformität kann bei einem Kniegelenk mittels Krümmungsradien in der anteroposterioren und mediolateralen Ebene beschrieben werden. Da die Krümmung in anteroposteriorer Richtung durch die Anatomie des Kniegelenkes und durch die Forderung nach uneingeschränkter Beweglichkeit vorgegeben wird, sind die Designmöglichkeiten relativ beschränkt. Den größten Gestaltungsspielraum bietet die mediolaterale Krümmung. Je stärker die Abweichung der Krümmungen der korrespondierenden Gleitpartner (femoral versus PE-Inlay), desto höher ist die punktuelle Kontaktspannung. Die Kontaktspannung ist am niedrigsten, wenn die Krümmungsradien am stärksten übereinstimmen. Bei Kniegelenken ist die Lösung nicht praktikabel, da eine starke Konformität der Totalkondylärkomponente eine axiale Rotation verhindert, die aber ein notwendiges kinematisches Merkmal von Kniegelenkendoprothesen darstellt. Deshalb muss die Krümmung so gewählt werden, dass sie eine ausreichend jedoch eingeschränkte axiale Rotation ermöglicht und außerdem eine ausreichende Konformität und Stabilität gewährleistet, um hohe Kontaktspannungen zu verhindern. Der Rotationswiderstand ist umgekehrt proportional zum Krümmungsradius. Folglich haben [flachere Oberflächen einen geringeren Rotationswiderstand.] [47] Pope MH, Fleming BC (1991) Knee Biomechanics and Materials. In: Laskin RS (Hrsg.) Total knee replacement. London Berlin New York 25-40 [48] Fung Y (1981) Bone and cartilage. In: Biomechanics: Mechanical properties of living tissues. Springer New York 383-413 [49] Mears D (1979) Mechanical behaviors of real materials. In: Materials in Orthpaedic surgery. Williams & Wilkins Baltimore 92-106 [50] Walker PS (1977) Friction and wear in artificial joints. In: Human joints and their artificial replacements. Thomas Illinois 368-422 368 [51] Scuderi GR, Insall JN (1992) Total knee arthroplasty. Current clinical perspectives. Clin Orthop 276 26-32 |
Die Komponentendicke, die Oberflächenkonformität, das Elastizitätsmodul von Polyethylen und der Reibungskoeffizient. Bei der Flexion tritt eine bis zu 50 % höhere Kontaktspannung auf als in Extension. Bei einer relativ dicken Komponente von 8 mm, wie sie unter biomechanischen Gesichtspunkten für UHMWPE gefordert wird, zeigen die maximalen Kontaktspannungen bei einer Belastung von 1500 Newton eine geringe Abhängigkeit von der Komponentendicke. Eine starke Erhöhung der Dicke um bis zu 50 % bewirkt nur eine geringe Änderung der Spannungshöhe von 33 auf 28 Megapascal oder 15 %. Dies steht im Gegensatz zum Verhalten des dünneren Tibiaplateaus, wobei eine Dickenänderung um 50 % von 8 auf 4 mm einen Anstieg der Kontaktspannung um 35 % bewirkt.
Das natürliche Kniegelenk weist mit 0,009 einen extrem niedrigen Reibungskoeffizienten auf [96]. Hierfür verantwortlich sind die Anatomie und Physiologie der Synovia und des Gelenkknorpels, dessen Reibungskoeffizient um ein mehrfaches niedriger ist als z.B. der von Teflon auf Teflon, die Anwesenheit der Meniski und die natürliche Schmiereigenschaften der Synovialflüssigkeit [36]. Der Reibungskoeffizient von Cobalt-Chrom-Molybdän (Co-Cr-Mo), sowie der Titanlegierungen bei Paarung mit UHMWPE-Kunststoffen liegt bei 0,1 - 0,4 [86,129]. Nach Scuderi und Insall sollen die Artikulationsflächen mit großer Flächenkonformität in mediolateraler Richtung das Risiko einer Oberflächenzerstörung minimieren können. Gleichzeitig sollte die Dicke der Polyethylenkomponente maximiert werden, um dadurch Spannungsbelastungen der Oberfläche zu verringern [108]. Die Konformität kann bei einem Kniegelenk mittels Krümmungsradien in der anteroposterioren und mediolateralen Ebene beschrieben werden. Da die Krümmung in anteroposteriorer Richtung durch die Anatomie des Kniegelenkes und durch die Forderung nach uneingeschränkter Beweglichkeit vorgegeben wird, sind die Designmöglichkeiten relativ beschränkt. Den größten Gestaltungsspielraum bietet die mediolaterale Krümmung. Je stärker die Abweichung der Krümmungen der korrespondierenden Gleitpartner (femoral versus PE-Inlay), desto höher ist die punktuelle Kontaktspannung. Die Kontaktspannung ist am niedrigsten, wenn die Krümmungsradien am stärksten übereinstimmen. Bei Kniegelenken ist die Lösung nicht praktikabel, da eine starke Konformität der Totalkondylärkomponente eine axiale Rotation verhindert, die aber ein notwendiges kinematisches Merkmal von Kniegelenkendoprothesen darstellt. Deshalb muß die Krümmung so gewählt werden, dass sie eine ausreichend jedoch eingeschränkte axiale Rotation ermöglichen und außerdem eine ausreichende Konformität und Stabilität gewährleistet, um hohe Kontaktspannungen zu verhindern. Der Rotationswiderstand ist umgekehrt proportional zum Krümmungsradius. Folglich haben flachere Oberflächen einen geringeren Rotationswiderstand. [36] Fung, Y.: Bone and cartilage. In: Biomechanics: Mechanical properties of living tissues. Springer New York 383-413 1981 [86] Mears, D.: Mechanical behaviors of real materials. In: Materials in Orthopaedic surgery. Williams & Wilkins Baltimore 92-106 1979 [96] Pope, M.H., Fleming, B.C.: Knee Biomechanics and Materials. In: Laskin, R.S.(Hrsg.): Total knee replacement. London Berlin New York 25-40 1991 [108] Scuderi, G.R., Insall, J.N.: Total knee arthroplasty. Current clinical perspectives. Clin Orthop 276 26-32 1992 [129] Walker, P.S.: Friction and wear in artificial joints. In: Human joints and their artificial replacements. Thomas Illinois 368-422 368 1977 |
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