Knochenadaptation

Der totale Gelenkersatz der Hüfte (Hüft-TEP) ist eines der häufigsten orthopädisch-chirurgischen Verfahren mit mehr als 80.000 Operationen pro Jahr allein in Deutschland. Ziele des Eingriffes sind die Linderung von Schmerzen sowie die langfristige Wiederherstellung der Funktion des Hüftgelenkes. Das Einbringen einer Prothese führt jedoch zu einer veränderten mechanischen Belastung des Knochens. Abhängig von den speziellen Bedingungen der Implantation kann es zu einer verringerten Belastung des Knochens in der Umgebung der Prothese kommen. Als Anpassung an eine zu geringe Belastung kann der Knochen sich abbauen, und im ungünstigsten Fall kann es dann sogar zu einer Lockerung der Prothese kommen. Der Erhalt des Knochens ist daher eine wichtige Voraussetzung für eine sichere Verankerung der Prothese im Knochen. Nur mit einer stabilen Prothese kann die Funktion des Kunstgelenkes auch langfristig erhalten werden.


Um die Prothese in den Knochen einzusetzen, können verschiedene chirurgische Zugangswege zum Gelenk gewählt werden. Dabei werden die Muskeln des Hüftgelenkes durch die verschiedenen Zugänge unterschiedlich beeinflusst. Man geht davon aus, dass eine chirurgisch verursachte Schädigung eines Muskels eine Veränderung der Belastung des Gelenkes und auch des Knochens zur Folge hat. Dies könnte in letzter Konsequenz dann aber auch die Anpassung des Knochens entscheidend beeinflussen. Eine Anpassung des Knochens kann man z.B. durch die Messung der Mineraldichte klinisch bestimmen. Dieses Projekt versucht nun die Änderungen der Mineraldichte des Knochens, die sich aus den veränderten mechanischen Belastungen des Knochens nach Hüft-TEP ergeben, auf Grundlage eines biomechanischen Computermodels vorhersagen. Im Vergleich zu den klinischen Messungen der Mineraldichte sollen so die biomechanischen Grundlagen der Knochenadaptation bestimmt werden, die ursprünglich das Interesse von Prof. Julius Wolff geweckt hatten.

Für diese Untersuchungen werden Finite-Elemente-Analysen des Oberschenkelknochens von Hüft-TEP-Patienten durchgeführt. Die Belastung des Knochens wird dabei für jeden Patienten entsprechend seiner individuellen Muskelverhältnisse und der jeweiligen Implantation der Prothese berechnet. Die vorhergesagte Anpassung des Knochens an die mechanische Belastung nach der Implantation der Prothese wird dann für jeden Patienten mit den jeweiligen klinischen gemessenen Veränderungen der Mineraldichte des Knochens verglichen. Vorläufige Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung des von dem Modell vorhergesagten Anpassungsmuster des Knochens mit den klinischen Beobachtungen für den transglutealen Zugang.