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Hochleistungskeramik in der Endoprothetik

Der Porsche in den Hüften kommt aus Oberfranken

Marktredwitz (31. Mai 2007) – Kugelköpfe und Pfanneneinsätze aus extrem verschleißfester Hochleistungskeramik sind aus der Hüftendoprothetik nicht mehr wegzudenken. Ihre ausgezeichnete Körperverträglichkeit und ihr geringer Partikelabrieb führen nachweislich zur Reduzierung der Osteolysegefahr, der Revisionsrate und den damit verbundenen Komplikationen. Die CeramTec AG, Weltmarktführer im Bereich Biokeramik, stellt diese Hochleistungskeramiken mit Hilfe innovativer Technik in Deutschland her und hat im letzten Jahr 45 Millionen Euro in ein neues hochautomatisiertes Werk im oberfränkischen Marktredwitz investiert.

Ein limitierender Faktor für die Standzeit einer Hüftendoprothese ist der Materialabrieb. Daher ist die Gleitpaarung des Kunstgelenks, bestehend aus Pfanneninsert und Gelenkkopf, der Schlüsselfaktor für die Menge der entstehenden Abriebpartikel. Entscheidend sind hierbei auch die Art des Partikelmaterials und die Partikelgröße, wie Dr. Martin Dietrich, Geschäftsbereichsleiter Medizintechnik der CeramTec AG in Plochingen, ausführte.

Risiko Dreikörperverschleiß

Die von der CeramTec AG entwickelte BIOLOX®-Keramik ist deutlich härter als Metall. Komponenten aus dieser Hochleistungskeramik können bei der Operation nicht durch Kratzer verletzt werden und sind deutlich abriebbeständiger als Metall und Polyethylen. Fremdpartikel, die zwischen die keramischen Gleitpartner geraten, werden von der festen Keramik zermahlen und durch die Gelenkflüssigkeit herausgespült, ohne die Keramik zu zerkratzen.

Die Oberflächen von Metall/Polyethylen- oder Metall/Metall-Gleitpaarungen hingegen sind nie ganz glatt. Die Polyethylen-Artikulationsfläche wird im Laufe der Zeit abgetragen. Die dabei entstehenden Abriebpartikel führen häufig zu Osteolysen. Harte Fremdpartikel (z. B. Knochen-, Zement- oder Metallpartikel), die zwischen die Gleitpartner geraten, werden in das weiche Polyethylen hineingedrückt und wirken dort wie Sandpapier. Die Oberfläche des Metall-Kugelkopfes wird zerkratzt. Die aufgeraute Metalloberfläche schleift ihrerseits das weichere Polyethylen der Pfanne weiter ab. Kratzer auf einem Metall-Kugelkopf können zu einer enormen Zunahme des Polyethylen-Abriebs führen. Eine Schlüsselrolle bei der Entstehung der aseptischen Prothesenlockerung infolge des Partikelabriebs wird dem Zytokin Tumor-Nekrose-Faktor alpha (TNF-alpha) zugeschrieben. Beim direkten Vergleich von Keramik- und Titanpartikeln gleicher Größe und Konzentration stimulierten Titanpartikel deutlich höhere TNF-alpha-Ausschüttungen (1).

30 Jahre Erfolgsgeschichte

Seit 1974 wurden weltweit mehr als vier Millionen BIOLOX®-Kugelköpfe und 750.000 Pfanneneinsätze eingesetzt, was das Material zum meist verwendeten Werkstoff für Gleitpaarungen im Hüftgelenksbereich macht. Jedes dritte weltweit implantierte Hüftgelenk enthält Keramiken der CeramTec AG. Das entspricht etwa 75 % aller eingesetzten Keramikkomponenten.

Einen entscheidenden Erfolg erreichte die CeramTec AG 2003 mit der Zulassung der BIOLOX®-Keramik für den US-Markt. Da die CeramTec-Produktionsstandorte Plochingen und Marktredwitz auch für den US-Markt produzieren, unterliegen sie zusätzlich der Kontrolle der amerikanischen Zulassungsbehörde FDA. Neben der bisherigen Anwendung in Hüftgelenken setzt die CeramTec AG zukünftig auch auf Keramikanwendungen in Kniegelenken und in Gelenken für den Bandscheibenersatz.

Literatur

1) Dr. Thomas Sterner, „Auswirkungen von klinisch relevanten Aluminium Keramik-, Zirkonium Keramik- und Titanpartikel unterschiedlicher Größe und Konzentration auf die TNF-alpha-Ausschüttung in einem humanen Makrophagensystem“, Biomedizinische Technik, 49 (2004), 340-344

Quelle: Pressekonferenz der Firma CeramTec zum Thema "Der Porsche in den Hüften kommt aus Oberfranken – Deutsche High-Tech-Keramiken" am 31.05.2007 in Marktredwitz (MCG – Medical Consulting Group).