ISSN:
1433-0431
Keywords:
Schlüsselwörter Tribologie
;
Carbonwerkstoff
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Hüftgelenkendoprothetik
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Rauheit
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Aluminiumoxidkeramik
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Key words Tribology
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Carbon fiber reinforced plastic
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Hip joint endoprostheses
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Roughness
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Alumina
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Medicine
Description / Table of Contents:
Summary Wear of the articulating components (especially PE-UHMW) of total hip endoprostheses is the most important technical factor limiting the functional lifetime. To minimize wear debris, ceramic heads, according to ISO 6474 (Al2O3), have been used, from 1969 paired with Al2O3 and since 1975 paired with PE-UHMW. Al2O3 balls articulating with cups made from CFRP have been in clinical use since 1988. Laboratory experiments and in-vivo testing showed minimized wear debris and mild biological response to wear products using CFRP (carbon fiber reinforced plastic) instead of PE-UHMW as the cup material. The articulating surfaces of retrieved ceramic heads (Al2O3– Biolox®) and cementless CFRP cups (carbon fiber reinforced plastic, Caproman®) were compared using sphericity measurement techniques, scanning electron microscopy (SEM) and roughness measurements (including advanced roughness parameters Rvk or Rpk according to ISO 4287). Altogether, the first results of the clinical study showed that the combination Al2O3-ball/CFRP-cup came up to the expected lower wear rates compared with the conventional combinations. The wear rates are comparable with the combination Al2O3/Al2O3 without the material-related problems of ceramic components in all ceramic combinations.
Notes:
Zusammenfassung Verschleiß der artikulierenden Komponenten (vor allem PE-UHMW) ist in der Hüftgelenkendoprothetik der wichtigste limitierende Faktor für eine Langzeitstabilität. Um den Abrieb zu minimieren, werden seit 1969 keramische Komponenten (Al 2O3 nach ISO 6474) und seit 1975 die Kombination Al2O3/PE-UHMW verwendet. Die Paarung Aluminiumoxidkeramik und kohlenstoffaserverstärktes Epoxidharz (Caproman®) wird seit 1988 klinisch eingesetzt. Bei dieser Kombination zeigten In-vitro-Experimente und In-vivo-Untersuchungen im Gegensatz zu PE-UHMW geringe Abriebraten und eine günstige biologische Reaktion auf Abriebprodukte. Die Reibflächen von explantierten keramischen Hüftköpfen (Al2O3– Biolox®) und zementfrei implantierten Caproman®-Pfannen wurden anhand von rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen, Sphärizitätsmessungen und computergestützten Rauheitsmessungen (incl. der erweiterten Rauheitsparameter Rvk oder Rpk nach ISO 4287 [18]) untersucht. Die mittelfristigen Ergebnisse im Rahmen einer klinischen Studie zeigen, daß mit der Paarung Al2O3/Caproman® auch im Körpermilieu die in den Voruntersuchungen ermittelten günstigen Reibeigenschaften erreicht werden und eine Verbesserung gegenüber den herkömmlichen Werkstoffpaarungen erzielt werden kann. Die dabei ermittelten geringen Verschleißraten liegen im Bereich der Tribopaarung Al2O3/Al2O3, ohne deren materialspezifische Probleme bei Keramik-Keramik-Kombinationen aufzuweisen.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/PL00003370
Permalink
