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Die Geometrische Verankerung von Prothesen

6.1. Lexikon der eigenen AusdrĂŒcken

Antetorsion

Ausdruck, der den Winkel zwischen der Achse des Oberschenkel- oder Prothesenhalses und der frontalen Ebene, auf eine horizontale Ebene projiziert, bezeichnet. Er soll der hÀufigen Verwechslung mit den durch Anteversion bestimmten Ausrichtungen der Gelenkpfanne vorbeugen, die an die Ausrichtung eines hohlen Objektes erinnert. Dieser Ausdruck trifft besonders gut auf die Modularprothesen zu: zur Veranschaulichung der Drehung des Proximalteils um eine vertikale Achse.

Aufsteigende Einschachtelung

Geometrische Eigenschaft zweier Implantate aufeinanderfolgender oder weiter entfernter GrĂ¶ĂŸen, die gegenĂŒber dem Knochen in ihrer Befestigungszone auf ausreichender AchsenlĂ€nge in allen Punkten identische Verankerungsbereiche aufweisen. Somit kann die geometrische Verankerung der beiden GrĂ¶ĂŸen in demselben Knochenbett, aber auf unterschiedlichen Ebenen und ohne erneute Vorbereitung des Knochens stattfinden.

Ausziehbarkeit

Eigenschaft eines Implantats, seiner Entfernung aus geometrischer Sicht nicht entgegenzuwirken. Das Implantat muss demnach mit einer Befestigungsvorrichtung, möglichst einem Standard-Instrument, der eigentlichen Instrumentierung zur Entfernung und schließlich einer Operationstechnik fĂŒr die Entfernung ausgestattet werden.

Befestigungsfunktion

Exponentielle mathematische Funktion, die zur Pyramidalen Basisform addiert wird. Die minimale durch diese Funktion entstehende Verdickung ermöglicht eine parametrierte distale Verschiebung der Belastungsverteilung zwischen Schaft und Knochen. Grundlegende Funktion bei mittelgroßen FolgeoperationsschĂ€ften, wie dem Schaft SLR Plus.

Belastungsverteilung

Die Belastung wird „verteilt“, wenn alle mit dem Knochenbett in BerĂŒhrung kommenden Bereiche eines Implantats die StabilitĂ€t und den Widerstand beim Einstoßen der Prothese unterstĂŒtzen.

Bicon

„Bicon“ nannte ich die Titanpfanne, die eine Kernzone mit Kegelstumpf mit einer 15-prozentigen SchrĂ€ge besitzt und einen Zweitkegel mit ca. 50-prozentiger SchrĂ€ge. Der Hauptkegel, der am Ende des Einschraubens gegen den Knochen gedrĂŒckt wird, funktioniert wie eine konische Kupplung. Der frontale Zweitkegel, dessen Kantenform dem Kippen entgegenwirkt, bewirkt eine AnnĂ€herung der Pfanne an die allgemeine Kugelform, verhindert die Durchlöcherung des Azetabulumbodens und sorgt fĂŒr einen sparsamen Umgang mit dem Knochen beim FrĂ€sen.

Calcarbogen

Der Calcarbogen ist eine mathematisch definierte Übergangskurve, die die Verankerungszone und den Schafthals progressiv verbindet. Es ist nur ein Element des CalcarPolynoms. FrĂŒher wurden nur Kreisbogen verwendet. Ich habe den Calcarbogen bei Alloclassic im Modell durch eine Hyperbel dargestellt, bei den SL Plus-SchĂ€ften durch eine iterativ und mittels Dichotomie selbstangepasste Exponentialkurve, beim Modular durch plane Raketengeschoße und beim AnaNova durch dreidimensionale Raketengeschoße.

CalcarPolynom

Der unter dem Namen „Calcar Polynom Deckner“ eingetragene Ausdruck bezeichnet eine umfangreiche vollstĂ€ndige mathematische Formulierung aller Punkte des Medialumrisses eines Oberschenkelschaftes. Es ist kein klassisches Polynom. Die Exponenten sind real. Es enthĂ€lt mehrere Exponentialfunktionen und ist etwa 60 Parametern untergeordnet.

Distalspitzbogen

GekrĂŒmmter Bereich an der Schaftspitze, durch den verhindert werden soll, dass das Implantat beim Einsatz in eine falsche Richtung gelenkt wird. Es ist eine Exponentialfunktion und der letzte Term des Kalkarpolynoms.

Distalskispitze

Typisches Seitenformmerkmal der Spitze meiner zementierten SchĂ€fte. Diese Form ermöglicht eine bessere Orientierung des zentrierten oder geknickten Schaftes. Die Spitze wird dabei – analog zum hydrodynamischen Gesichtspunkt – nicht an die Seitenwand gedrĂŒckt, wenn der Schaft sich in den zĂ€hflĂŒssigen Zement schiebt.

EinschlagReserve

ZusÀtzlicher Raum in der direkten distalen VerlÀngerung des weiblichen Teils jeder Verbindung vom Typ konischer Kupplung. Der Halt und die ZuverlÀssigkeit der konischen Verbindung erforderte Vordringen oder ein zusÀtzliches Einschlagen, das die beiden VerbindungsflÀchen elastisch vorbelastete.

Ergebnisbasis

UnabhĂ€ngiges Tabellenkalkulationsprogramm, das die 400 fĂŒr alle GrĂ¶ĂŸen einer Implantatsserie gestaffelten, nummerierten, benannten und gruppierten Ergebnisse anzeigt. Mit Hilfe eines Extraktionssystems können nur die fĂŒr die numerische Produktion und zu Kontrollzwecken nĂŒtzlichen Ergebnisse ausgewĂ€hlt und ĂŒbertragen werden.

Formfaktor

Da ich diesen Begriff nicht geprĂ€gt habe, möchte ich lediglich dessen Sinn in Zusammenhang mit dieser Arbeit nĂ€her erlĂ€utern: Diese Zahl zwischen 0 und 1 gibt den Abflachungsgrad eines Rechtecks an, entweder Breite oder LĂ€nge. Er ist gleich 1 bei einem Kreis oder Quadrat. Bei beliebigen zweidimensionalen geschlossenen Formen – dies trifft auf das außen eingeschriebene Rechteck zu – ist die LĂ€nge parallel zum grĂ¶ĂŸten Durchmesser.

F T F Ebene

Ausdruck (Femur – Tibia – Foot), den ich zur Bezeichnung der vom Oberschenkel, dem zu 90° Grad gebeugten Schienbein und dem Fuß definierten Ebene vorschlage. Diese Ebene ist beweglich und im VerhĂ€ltnis zum fixen Orientierungspunkt des Patienten im Raum unabhĂ€ngig. Sie bleibt bestimmt und unverĂ€ndert, wenn man das gesamte untere Glied um das Zentrum des Oberschenkelkopfes kreisen lĂ€sst. Diese Ebene enthĂ€lt – abgesehen von einigen wenigen Ausnahmen – die proximale KrĂŒmmung des Oberschenkels. Sie dient als Anhaltspunkt, auch wegen eingeschrĂ€nkter Sicht, fĂŒr die Regulierung der Antetorsion des Prothesenhalses, der Antetorsion der Oberschenkelraspel und ihres Griffes, und zur Orientierung der langen gekrĂŒmmten FolgeoperationsschĂ€fte wĂ€hrend der Implantation.

Geometrische Verankerung

Globales Konzept, das die Gesamtheit meiner GrundsĂ€tze vereint und mit Hilfe dessen meine ursprĂŒnglichen und spezifischen Methoden der Prothesenentwicklung je nach Art des Implantats angewandt werden.

GesamtknochenlÀnge

Ausdruck, den ich zur Bezeichnung der OberschenkellÀnge, die nach einer Implantation nachgebildet werden muss, verwende. Die Planung wird dabei durch das Prinzip der aufsteigenden Einschachtelung ermöglicht. Es ist der Abstand zwischen den Gelenkpfannendistalpolen und dem optimalen Oberschenkelkopfzentrum, bestimmt beispielsweise am konterlateralen intakten Oberschenkel.

Implant Descriptor

Eine einzigartige und bisher unveröffentlichte Software-Suite, die ich speziell fĂŒr die Beschreibung orthopĂ€discher Implantate entwickelt und geschrieben habe. Sie ermöglicht die gleichzeitige Berechnung aller GrĂ¶ĂŸen einer Serie, einschließlich der dazugehörigen Instrumente.

Die Software umfasst ein Implantatbeschreibungsprogramm, eine Parameterdatenbank, eine Koordinatendatenbank, eine Datenbank mit skalierten Ergebnissen, einen Grafikeditor mit Darstellungs- und Druckfunktion sowie ein digitales BearbeitungsĂŒbertragungeditor.

Logarithmische Spirale Raum

Es ist eine dreidimensionale Beschreibungsmethode eines Prothesenschaftes, dessen krummlinige Achse die Form einer logarithmischen Spirale hat. Es ist die einzige Möglichkeit, eine konische Kupplung fĂŒr ein gekrĂŒmmtes Implantat umzusetzen.

KnochenVitalitÀtsBereich

Mit diesem Ausdruck bezeichne ich, hinsichtlich statistischer Belastungen auf den Knochen, den mittleren Bereich, wo der Knochen sich verstĂ€rkt oder nachbildet: zwischen der Untergrenze, wo der Knochen sich mangels Belastung zurĂŒckbildet, und der Obergrenze, wo der Knochen sich auf Grund von Überbelastung zurĂŒckbildet.

Koordinatenbasis

Im System Implant Descriptor speichert ein riesiges Tabellenkalkulationsprogramm simultan die Koordinaten X Y Z aller Punkte aller 16 GrĂ¶ĂŸen. Alle 160.000 Punkte sind nummeriert, identifiziert, wieder verwendbar und wĂ€hrend des Entwicklungsprozesses zugĂ€nglich.

ParameterBasis

Die ParameterBasis ist ein Zahleneditor, mit dessen Hilfe die gegebenen GrĂ¶ĂŸen und ihre zu entwickelnde Bezeichnung – ohne Zugriff auf die Programmquelle der Implantatsbeschreibung – eingesehen, erfasst und verĂ€ndert werden können. Die Quellen, die die Geometrie der Implantate beschreiben und jeden Punkt definieren, beinhalten grundsĂ€tzlich keine festen metrischen GrĂ¶ĂŸen oder WinkelgrĂ¶ĂŸen. Alle Angaben sind in der Basis verschiebbar. Die Parameterbasis enthĂ€lt bis zu 1.024 benannte und nummerierte Parameter, die die Programme bei ihrer im Errechnen begriffenen Zahl nennen.

Multikonische Kupplung

Bezeichnung fĂŒr eine eingestoßene, Ă€ußerst zuverlĂ€ssige Kupplungsverbindung konischen Typs. Diese Verbindung besteht aus mehreren Stufen, von denen die konische Kupplung gleichzeitig einsetzt. Diese Einteilung ermöglicht eine Anpassung der Kupplung an die allgemeine Implantatsform, eine „VerdĂŒnnung“ der Metallpfanne, um ihr die gewĂŒnschte Biegsamkeit zu verleihen, und eine VerstĂ€rkung der Polyethylengesamtdicke. Dabei kann es sich um Polyethylen als massives Insert oder als Sandwich zwischen Pfanne und Gleitsitz handeln. Ich hatte die Marke MULTICONE 1997 eingetragen.

Optimierte GrĂ¶ĂŸen

Sie werden mit Hilfe der Methode der Wachstumsfaktoren berechnet. Die Implantate einer Serie stellen jeden Patienten in optimaler und statistisch gesehen gleicher Weise zufrieden, wobei es zu konstanten prozentualen Wachstum bei allen GrĂ¶ĂŸen kommt.

Positive Ableitungen

Es ist die mathematische Übersetzung des Konzepts, das von allen Verankerungsbereichen jedes zementierten oder unzementierten Schaftes eine regelmĂ€ĂŸige Ausdehnung vom Distal zum Proximal ohne Verengung oder ParallelitĂ€t erfordert. Symbolisch gesehen dĂŒrfte, wenn diese Bereiche von einem relativ distalen Achsenpunkt erhellt wĂŒrden, kein Punkt an ihrer OberflĂ€che im Schatten bleiben. Das ist eine der Bedingungen fĂŒr die Ausziehbarkeit.

ProxiKrĂŒmmung

Ausdruck, den ich zur Bezeichnung der KrĂŒmmung der Oberschenkelmetaphyse nach vorne verwende. Diese mit der frĂŒheren KrĂŒmmung des Oberschenkels verbundene ProximalKrĂŒmmung hat ein allgemeines Profil in S-Form.

Pyramidale Basisform

Bezeichnung fĂŒr den Hauptkörper der Verankerungszone eines Oberschenkelschaftes, der nur mehr geradlinige Kanten enthĂ€lt. Die Basisform wurde bereits mit Hilfe der Methode der Dickenkorrekturen angepasst, aber noch nicht durch die anderen Zusatzkurven des Kalkarpolynoms ergĂ€nzt und verfeinert.

Spirale Raum

Beschreibungsmethode, die ich zur Berechnung der hybriden, eingestoßenen und verschraubten Gelenkpfanne AnaNova entwickelte. In einer ersten Phase werden alle Punkte des Umrisses und der Struktur geometrisch in PlĂ€nen ĂŒber die Spiralachse definiert und formuliert. In einer zweiten Phase erfahren alle Punkte eine Drehung, deren Winkel ihren Z-Stellungen auf der Achse untergeordnet ist.

SpiralrÀumer

Neues, Ă€ußerst zuverlĂ€ssiges Instrument in Form einer dreidimensionalen logarithmischen Spirale, das dazu dient, den Knochenmarkskanal prĂ€zise in Form eines gekrĂŒmmten Kegels vorzubereiten, damit er einen unzementierten Schaft mit krummliniger Achse aufnehmen kann.

Übergangskurve

Mathematische Darstellung des progressiven Übergangs an einem Implantat von einer Richtung in eine andere, wie der Übergang vom Verankerungsbereich zum Hals. Diese Kurven können dreidimensional sein, um sich an eine Simulation der KrĂ€fteausrichtung an jedem Knochenpunkt, der Trabekularstruktur des Knochens und des Kristallbestandteils der Knochenzellen anzunĂ€hern.

Verankerungszone

Hauptbereich eines Implantats, der fĂŒr die Befestigung im Knochen sorgt. Die Verankerungszone, die mit Hilfe meiner ursprĂŒnglichen und spezifischen Methoden berechnet wird, folgt den Prinzipien der geometrischen Verankerung.

WachstumsFaktoren

Es handelt sich um Multiplikationsfaktoren, die das GrĂ¶ĂŸenwachstum von einer GrĂ¶ĂŸe zur nĂ€chsten Ă€hnlich wie Bankzinsen bestimmen. Die Methode ordnet jedem Vektor des Basisvektorraums verschiedene WachstumsFaktoren zu. Ich verwende diesen Ausdruck seit 1981, als ich die erste nicht lineare, aber exponentielle GrĂ¶ĂŸeneinteilung fĂŒr ein Projekt zur Änderung der Durchmesser der Endler-Schraubpfannen und der Weber-Zementsperren aus Polyethylen formulierte. Dank dieser AusdrĂŒcke fand ich eine Benennung ( Growing Factors ) fĂŒr das Kniekonzept AlloPro APS-GF von 1990. Dieser mathematische Begriff hat nichts mit den Wachstumshormonen gemein, noch mit anderen sich spĂ€ter herausbildenden biologischen Wirkstoffen oder den seit dem Biologienobelpreis von 1986 bekannten Wachstumsfaktoren, Growth Factors (Proteine).

WachstumsZentrum

Es handelt sich um den gewĂ€hlten Ursprungspunkt des Vektorraums, der allen GrĂ¶ĂŸen einer Implantatsserie, die mit der Methode der Wachstumsfaktoren berechnet wird, gemeinsam ist. Bei den nicht anatomischen OberschenkelschĂ€ften wird dieses Wachstumszentrum durch das Zusammentreffen der Achsen von Oberschenkelhals und Proximaldrittel bestimmt.

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NĂ€chste Kapitel

6.7. Zitierte Veröffentlichungen:**

OrthopÀdische Literatur

Inhaltsverzeichnis