Dokument: Der Druckwasserstrahl - eine neue Technik zur Bearbeitung von Knochen und Knochenzement

Titel:	Der Druckwasserstrahl - eine neue Technik zur Bearbeitung von Knochen und Knochenzement
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2963
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20041104-000963-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Rentzsch, Reemt-Ole [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,03 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Hille, Ekkehard [Gutachter] Prof. Dr. Morgenstern, Jürgen [Gutachter]
Stichwörter:	Jet Cutting, Wasserstrahl, Schneiden, Trennen, Abrasivstoff, Revision, Knochen, Knochenzement, PMMA, Endoprothese
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibung:	Die stetig zunehmende Anzahl an Gelenkersatzoperationen sowie das abnehmende Patientenalter bei der Erstimplantation führt trotz hoher Implantat Überlebensraten zu einer Zunahme an Revisionsoperationen. So erfolgreich die Primärimplantation derzeit ist, fehlen für die Revisionsoperation jedoch bislang geeignete Werkzeuge zur knochenschonenden Entfernung des alten Implantates. Ziel der vorliegenden Studie war die Untersuchung der industriell etablierten Druckwasserstrahltechnik zur Bearbeitung von Biomaterialien wie Knochen und Knochenzement, was in Hinblick auf Revisionsoperationen zementierter Hüftendoprothesen diskutiert wurde. Zunächst wurden zwei Parameterstudien durchgeführt: In der ersten Parameterstudie konnten Rinderknochen und ein Knochenzementäquivalent unter einem senkrechten Druckwasserstrahl ab 400 bar gekerbt werden, wobei die Kerbtiefen im Knochenzementäquivalent signifikant größer waren (p < 0,05). Unter 400 bar konnte selektiv Knochenzementäquivalent abgetragen werden. In der zweiten Parameterstudie an gleichen Materialien führte die Zumischung eines biokompatiblen, wasserlöslichen Abrasivstoffes zum Druckwasserstrahl bei gleichen Drücken zu signifikant größeren Kerbtiefen (p < 0,05) bzw. vergleichbaren Materialabtragsraten auf einem deutlich niedrigeren Druckniveau. Selektiver Abtrag war nicht mehr möglich, die absolute Kerbtiefendifferenz zwischen Rinderknochen und Knochenzementäquivalent nahm im Vergleich zum Druckwasserstrahl jedoch noch zu (p < 0,05). In beiden Parameterstudien bestand keine signifikante Kerbtiefendifferenz zwischen parallel und orthogonal zur Osteonorientierung (Diaphysenachse) durchgeführten Kerbschnitten. Die Schnittqualität war unter dem reinen Druckwasserstrahl deutlich schlechter als mit Abrasivstoffzugabe. Im Knochenzementäquivalent wesentlich ausgeprägter als in Rinderknochen, waren die mit dem reinen Druckwasserstahl erzeugten Kerbfugen rau und umgeben von Fragmentausbrüchen und Rissen. Unter Abrasivstoffzusatz waren die Kerbfugen in beiden Materialien glatt und scharf begrenzt und zeigten keine Bruchbildung. Bei Berücksichtigung intraoperativer Bedingungen sind zwischen Wasserstrahl und Knochenoberfläche nur Winkel deutlich unter 90° möglich, und bei 25° waren die Kerbtiefen in Rinderknochen ohne und mit Abrasivstoffzugabe signifikant kleiner als unter senkrecht auftreffendem Strahl (p < 0,05). Die in den Parameterstudien erzielten Ergebnisse wurden unter Verbesserung des Studiendesigns an Proben aus humanem Knochen und Knochenzement verifiziert. Die Versuche zeigten, dass effektiver Materialabtrag an beiden Materialien bei realistischen Drücken nur mit dem Abrasivdruckwasserstrahl möglich ist, wobei Knochenzement nahezu dreifach tiefer gekerbt bzw. abgetragen wird als Knochen. Unter Berücksichtigung der intraoperativen Bedingungen (s.o.) wird in Knochenzement sogar 18-fach tiefer gekerbt, so dass in Hinblick auf Revisionsoperationen die Entfernung einer Prothese durch Knochenzemententfernung möglich erscheint, ohne dabei viel Knochenmaterial abzutragen.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	04.11.2004
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	04.10.2004
Datum der Promotion:	04.10.2004