2.8.1. Zusammenfassung

Das Prinzip der Ausziehbarkeit befasst sich mit Elementen, die eine Prothesenentfernung geometrisch ermöglichen sollen.

Ein nach den Prinzipien der Geometrischen Verankerung hergestelltes Implantat besitzt die Eigenschaft der Ausziehbarkeit.

Es muss darauf geachtet werden, dass kein Oberflächenelement weiter existiert, das der Ausziehbarkeit entgegenwirken könnte.

Dank der Konischen Kupplung zwischen Implantat und Knochenbett lösen sich die beiden Bestandteile ab Entfernungsbeginn gleichzeitig an allen Berührungspunkten voneinander.

Bereits bei der Prothesenentwicklung müssen Instrument und Methode der Entfernung ebenso existieren wie die Technologie zur Befestigung des Instruments am Implantat. Es ist wünschenswert, dass das Instrument und seine Befestigung möglichst einfach und einheitlich gestaltet sind und eines Tages normiert werden können.

Die bereits osseointegrierten Prothesen ziehen relativ wenig Nutzen aus dieser Eigenschaft.

2.8.2. Die Ausziehbarkeit

Nicht selten kommt es bei orthopädischen Implantaten zu erneuten Operationen. Trotz der abgeschwächten Bezeichnung „Folgeoperation“ handelt es sich dabei stets um einen relativ schwierigen Eingriff.

Der Prothesenentwickler kann natürlich nicht alle Probleme vorab lösen, aber er muss die mit der Prothesenentfernung verbundenen Schwierigkeiten seinen Mitteln entsprechend so gering wie möglich halten, um eventuelle Auswirkungen auf den Knochen zu minimieren und die beste „zweite Verteidigungslinie“ zu bieten. Das Prinzip der Ausziehbarkeit muss bei der geometrischen Form und der Befestigungsart des Implantats im Knochen berücksichtigt werden.

Eine bestimmte Operationstechnik für die Prothesenentfernung muss vorgesehen sein. Ferner sind gegebenenfalls spezifische, aber möglichst einfache Instrumente bereitzustellen, sowie die Befestigungsvorrichtung des Entfernungsinstruments am Implantat anzubringen.

Bei einigen Assistenzen konnte ich bei Prothesenentfernungsoperationen Probleme geometrischer Natur feststellen, die die Arbeit erschwerten und den Stress jeder Austauschoperation erhöhten.

Ein Grossteil dieser Schwierigkeiten kann bei der Konzeption neuer Implantate unter Anwendung einiger strenger geometrischer Regeln behoben werden.

2.8.3. Die Hyperausziehbarkeit muss vermieden werden

Die Eignung der Prothese zur Entfernung darf nicht ad Absurdum gesteigert werden und zum Verzicht auf eine optimale Befestigung bis hin zu einer Art Hyperausziehbarkeit führen. Auf dem Markt existieren Prothesen, deren Befestigungsfähigkeit im Hinblick auf eine eventuelle Reoperation verändert wurde. Dies verhindert das Erreichen der Sekundär- oder gar der Primärstabilität.

Eine Prothese mit übermässiger Ausziehbarkeit verursacht bei allen Patienten ein erhöhtes Lockerungsrisiko, während eventuelle Schwierigkeiten bei der Entfernung nur bei einer sehr geringen Anzahl von Patienten zu erwarten sind.

Zu beobachten ist dies beispielsweise an zementfreien Schäften mit poliertem Distalbereich. Schäfte mit umfangreichem Proximalbereich und zylinderförmigem polierten Distalbereich stellen ein typisches Beispiel Hyperausziehbarkeit dar.

Diese Überlegungen zur Ausziehbarkeit verlieren ihre Gültigkeit bei zementfreien Schäften, bei denen die Osseointegration längst stattgefunden hat.

2.8.4. Ausziehbarkeit beim SL-Plus-Schaft

Gelingt die Einleitung der Implantatsentfernung in axialer Richtung, entfernen sich alle Flächen, die das Knochenbett berühren, gleichzeitig. So wird die Konische Kupplung im Kochen ermöglicht, die die Grundlage für seine Immobilisierung bildet.

Kein geometrisches Element darf einer Prothesenentfernung, die den Knochen unbeschadet lässt, entgegenwirken.

Dies traf auf die Zweymüller-Schäfte der ersten Generation zu, die keine Ausziehbarkeit aufweisen konnten, da: einerseits die 4 Längsrillen Oberflächenelemente besassen, die der Entfernung entgegenwirkten, und andererseits die Proximaldicke dieser Schäfte von vorne nach hinten kleiner als die Distaldicke war.

Der Schaft von 1979 stellt unbedingt das Gesetz der positiven Derivate nicht zufrieden, denn sie stellt dünnere Zonen vor in proximal als in distal. Der Hochgezogen-ZM Schaft ist zufriedenstellender, aber gegenwärtig viel Oberflächen sind parallele zur Achse, wo das Abgeleitete in Z gleich null und nicht positiv ist. Dagegen die AlloClassic Schäfte und SL Plus stellen vollkommen das Gesetz der positiven Abgeleitete zufrieden. ( *3.3.2. )

2.8.5. Entwicklung der Instrumente zur Entfernung bereits ab Implantatskonzipierung

Wie die Mehrzahl der Prothesen auf dem Markt besassen zum Beispiel die Schäfte von M.E. Müller keine instrumentelle Vorrichtung zur Prothesenentfernung. Das hemisphärische Loch unter dem Kopf sollte einen Ausschlagstift positionieren. Die Hammerschläge am Ausschlagstift bewirken Schocks in der Richtung des Trochanters, die oft Risse verursachen. Man musste den Schaft durch den Hals mit irgendeiner verfügbaren Zange erfassen, am Hammer in irgendeiner Direktion schlagen, die Zange beschädigen, bis zur Mobilisierung des Schaftes.Die Spuren der Zange sind auf dem Bild sichtbar.

Die zementierten Prothesen von B.G. Weber besassen ein Loch zur Proximalentfernung, in das ein Haken von 6mm Länge zur Prothesenentfernung eingeführt werden sollte. Bei den Zweymüller-Schäften der ersten Generation wurde das Loch zur Entfernung und der Haken der Weber-Schäfte übernommen.

2.8.6. Der Ausziehhaken ist oft ungenügend

Bei den Zweymüller-Schäften AlloClassic, die ich 1984 entwarf, befand sich das Loch zur Entfernung auf den Hals Ebene und war daher von der Halsseite zugänglich. Der Entfernungshaken, der auf einem koaxialen Hammer befestigt war, blieb unverändert.

Wurde der Haken nicht weit genug in das Loch eingeführt, verbog und löste er sich bei den ersten Stössen. Ich konnte mehrfach selbst beobachten, um Schäfte von 1. Generation zu extrahieren, wie ein solcher Haken zerbrach.

Bei Reoperationen verwendete ich daher systematisch zur Sicherheit 2 neue Haken für die Entfernung. Mehrmals musste auf die Prothesenentfernung verzichtet werden, da die 2 Haken zerbrochen waren.

Auf Grund dieser Beobachtungen entwickelte ich für die von mir ab 1984 konzipierten Prothesen eine leistungsfähige, zuverlässige und sehr einfache Vorrichtung zur Entfernung, das Gewinde M8.

2.8.7. Die Extraktion mit der Ausziehschraube und den Ausziehgewinde

Es handelt sich um ein Loch mit Gewinde am äussersten Proximalende des Schaftes, das für die Schraube nach einer minimalen Reinigung des Bindegewebes leicht zugänglich ist.

Ein im Versuchslabor durchgeführte Vergleich zwischen einem Haken und einer bis zum Anschlag eingeschraubten M8-Schraube für die Prothesenentfernung bewiese, dass die Schraube 10 bis 20mal zugkräftiger ist.

Dieses metrische M8 Gewinde mit 1.25mm Schritt wird häufig in der Mechanik verwendet. Eine Schraube oder ein Gewindeschaft mit diesem Standardgewinde kann auch 30 Jahre nach der Implantation im Bedarfsfall noch im Handel erworben werden, während das Originalinstrument des Prothesenherstellers dagegen längst nicht mehr erhältlich ist.

Wie ich bei all meinen Implantaten vorgesehen habe, besass die instrumentelle Entfernungsschraube an der Spitze einen Kegelstumpfbereich von 90° und der Gewindeboden ebenfalls eine konische Form von 90°. Beim Einschrauben bis zum Anschlag – ca. 10 Windungsumdrehungen wer eine große Berührungsfläche gewährleisten – wird die Spitze mit aller Kraft zentriert. Da bei dieser Vorrichtung weder Spielraum im Gewinde vorhanden ist, noch Vibrationen bei den Stössen auftreten und alle Windungen gleichzeitig belastet werden, bleiben die 2 Gewinde folglich unbeschädigt.

Es wurde mehrfach auf die hypothetische Gefahr hingewiesen, der Knochen könne diese Entfernungsöffnung ausfüllen. Diese Gefahr hat sich jedoch nie bestätigt, denn Knochengewebe setzt sich niemals in einem geschlossenen nicht vaskularen Hohlraum fest, der keinerlei Belastung ausgesetzt ist. Lediglich Bindegewebe kann sich dort festsetzen.

Extraktion und einfache Manipulation sollten nicht verwechselt werden.

Die für Reoperationen verwendete Entfernungsschraube kommt mit ihrer ganzen Kraft zum Einsatz. Wird eine Schraube dagegen nur zur eine Versuchsprothese zu halten verwendet, benötigt sie keinerlei Kraft. Die allein zur Manipulieren bestimmte Schraube könnte daher nur 5 Windungen besitzen.

Bis heute halte ich nach wie vor an meiner Meinung fest, dass dieses Gewindeentfernungssystem M8 bei den meisten Prothesen auf dem Markt angewandt werden sollte. Bei anderen Implantaten sollte stets ein spezifisches Entfernungssystem mit Angabe der Instrumente und Informationen zu den operationstechnischen Details verfügbar sein.

In meiner Eigenschaft als Mitglied der Normierungskommissionen hatte ich sogar vor, ein Projekt Europäischer Norm zur Ausziehbarkeit von Prothesen zu verfassen.

Für einen Schaft mit neuerer Befestigung gestaltet sich die Reoperation dank der Entfernungsschraube M8 unproblematisch, während andere Befestigungsmittel, wie etwa ein Querhaken in einem Loch, schon nicht mehr genügend Kraft besitzen.

Die entsprechende Gewindeentfernungsschraube, die auf einem koaxialen Hammer befestigt wird, ist aussergewöhnlich leistungsfähig. Weder Schaft- noch Schraubengewinde werden weder durch ruckartige und starke Stösse bei der Prothesenentfernung beschädigt.

2.8.8. Anwendungsbeispiele

Prothesenschäften mit oder ohne Zement, die ich seit 1986 entwickelte, war dieses Entfernungsgewinde M8 vorgesehen. Lediglich einige besonders kleine Grössen besassen ein Gewinde M6.

Bild 7 CS Plus Dustmann mit geneigte M8 Ausziehgewinde

Kein im Laufe der Extraktion ausgeübter Schock wird gegen das Trochanter Major gelenkt. So wird der Konflikt zwischen dem Trochanter Major und dem gekrümmten Bereich des zementierten Schaftes im Trochanter mit Hilfe einer geringen elastischen Verformung des Trochanters bei der Prothesenentfernung gelöst, ohne dass diese Verformung einen Riss hervorzurufen droht.

2.8.9. Die Zementierrillen respektieren den Ausziehbarkeit

Zudem sind die Längsrillen dieses Holz-Zacher-Schaftes, die für dessen Stabilisierung im Zementbett vorgesehen sind, im Verhältnis zur Schaftberechnungsachse ebenfalls nach innen geneigt. Die Achse dieser Rillen ist parallel zur Mediale Kontur der Verankerungszone. Die Rillen werden linear breiter und gleichzeitig zur Spitze hin tiefer. Die Einhaltung der Ausziehbarkeit-Bedingungen gewährleistet dass das Implantat bei einer Prothesenentfernung an allen Punkten gleichzeitig von seiner Zementhülle entfernt wird. Diese Geometrie hat dasselbe Verhalten wie eine konische Verbindung während der Trennung. Das Gesetz der positiven Derivate wird respektiert.

Diese Rillen lenken den Schaft in den ersten Millimetern der Entfernung und bewegen diesen von Anfang an vom Trochanter weg, um das Rissrisiko zu verringern. Jede der drei Facetten der zwei Zementierungsrillen erfüllt aus mathematischer Sicht die Bedingungen der Ausziehbarkeit und entfernt sich bereits zu Beginn von allen Berührungspunkten mit dem Zement, wie dies bei einer konischen Kupplung der Fall wäre.

Ich möchte daran erinnern, dass der noch weiche Zement beim Einstossen dem Schaft eine gekrümmte Bahn ermöglicht, die den Trochanter verschont, während bei der Entfernung, wenn der Zement hart ist, der Schaft, wenn die Rillen parallel zur Schaftachse sind, mit dem grossen Trochanter in Konflikt gerät. Die Elastizität des Trochanter ist ungenügend, um in Zartheit diesen Konflikt zu lösen.

Die Eigenschaften der Ausziehbarkeit, die ich auf diesen zementierten Schaft anwandte, beziehe ich aus meiner Erfahrung bei Reoperationen selbstblockierender Müller Schäfte, deren Trochantergebiet einen abrupten Winkel und zur Schaftachse parallele Zementierungsrillen aufweist.

Bei der Prothesenentfernung lenkten diese sich nicht verbreiternden Rillen den Schaft zwangsläufig in Richtung des Trochanters, ohne diesem jedoch eine Entfernung vom Trochanter zu ermöglichen. Fände im Vorfeld in der Trochanterzone nicht eine äusserst behutsame Zemententfernung statt, bliebe der grosse Trochanter von Rissen nicht verschont.

Leider haben zahlreiche Schäfte auf dem Markt diese Ästhetik einer Schrägzone des Trochantergebietes übernommen, die das Rissrisiko bei Folgeoperationen erhöht.

Zur Lösung dieses Problems führte ich eine durchgehende Wölbung der Trochanterzone bei diesem geraden zementierten Holz-Zacher-Schaft ein.

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Nächste: Das Trennungsprinzip der Rollen der Module

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