Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bessere Haltbarkeit künstlicher Hüftgelenke

30.08.2010
Neue Methode zur experimentellen Verschleißbestimmung entwickelt / Heidelberger Biomechaniker erhält Wissenschaftspreis der Deutschen Arthrose Stiftung

Auch minimaler Verschleiß, wie er zwischen zwei Metalloberflächen eines künstlichen Hüftgelenkes entsteht, kann nun mit einer neuen Testmethode hochpräzise bestimmt werden.

Der Abrieb der metallischen, künstlichen Gelenke wird im Bewegungssimulator gemessen, indem die künstliche Gelenkflüssigkeit mit einem hochauflösenden Massenspektrometer analysiert wird. Diese exakte und mit den Verhältnissen am Patienten vergleichbare Methode könnte dazu beitragen, in Zukunft vielleicht sogar lebenslang haltbare Prothesen zu entwickeln.

Für seine Doktorarbeit zu diesem Thema erhielt Dr. Jan Philippe Kretzer, Leiter des Labors für Biomechanik an der Orthopädischen Universitätsklinik Heidelberg, am 16. Juni den mit 5.000 Euro dotierten Wissenschaftspreis der Deutschen Arthrose Stiftung 2009.

In Deutschland erhalten etwa 180.000 Patienten jährlich ein neues Hüftgelenk. Nach durchschnittlich 15 bis 20 Jahren muss die Prothese wegen Lockerung und Verschleiß ausgetauscht werden. Eine solche Austauschoperation ist aufwändig und kann mit Komplikationen verbunden sein. Gerade jüngere und junggebliebene, aktive Patienten haben großes Interesse an einem langlebigen Kunstgelenk.

Mit der Medizintechnik den Grundstein für verbesserte Therapien legen

Nachdem sich Kretzer zunächst mit modernen Diagnoseverfahren bei Hirnerkrankungen beschäftigt hatte, übernahm er 2004 als Diplomingenieur für Medizintechnik die Leitung des Labors für Biomechanik und Implantatforschung an der Orthopädischen Universitätsklinik Heidelberg. Hier befasst er sich primär mit dem Verschleiß künstlicher Hüft- und Kniegelenke. Gleiten zwei Metallflächen aufeinander, lösen sich selbst bei nur minimalem Abrieb kleinste Metallpartikel und Ionen aus dem Prothesenmaterial. Die Konzentrationen sind so gering, dass sie nur mit einem hochauflösenden Massenspektrometer (HR-ICP-MS) genau bestimmt werden können. „Mit dem von uns entwickelten Messverfahren können wir neue Erkenntnisse über das Verschleißverhalten von Implantatwerkstoffen gewinnen, die die Entwicklung innovativer, länger haltbarer Gelenkersatzmaterialien ermöglichen“, erklärt der Biomechaniker die Bedeutung der neuen Methode.

Messverfahren zeigt hohe Übereinstimmung mit realen Verhältnissen am Patienten

Kretzer entwickelte ein Simulationssystem, das die Belastungen eines künstlichen Hüftgelenkes im 24 Stunden Betrieb realitätsgetreu nachahmt. In der Flüssigkeit, die die Gleitflächen umspült, werden sowohl die kleinen Abriebpartikel, als auch die löslichen Metallionen aufgefangen und analysiert. Die Ergebnisse lassen Rückschlüsse auf verschiedene Verschleißphänomene und herstellungsbedingte Effekte zu, die den Verschleiß beeinflussen. Das Verfahren weist den tatsächlichen Verschleiß sehr präzise nach und zeigt eine hohe Übereinstimmung mit klinischen Studien am Patienten. „Damit ist es konventionellen Methoden zur Verschleißbestimmung deutlich überlegen“, sagt Kretzer. Der Wissenschaftler zeigte in seinen Versuchen unter anderem, dass der Hauptanteil des Abriebs in den ersten sechs Monaten nach der Operation entsteht. Nach dieser sogenannten Einlaufphase fällt der Abrieb auf minimale Werte ab. Dort muss also angesetzt werden, wenn die Lebensdauer der Metallgleitpaarung verlängert werden soll.

Wissenschaftspreis der Deutschen Arthrose Stiftung

Der Wissenschaftspreis wird vor allem Nachwuchswissenschaftlern für herausragende wissenschaftliche Leistungen auf dem Gebiet der Arthroseforschung und -therapie verliehen. Für 2009 ermittelte die Jury den Gewinner aus insgesamt 12 eingereichten Doktorarbeiten. Arthrose ist nach wie vor nicht heilbar, denn einmal zerstörter Gelenkknorpel wächst nicht wieder nach. Sie ist der häufigste Grund dafür, dass Patienten ein künstliches Gelenk eingesetzt bekommen. Für viele Betroffene bedeutet Arthrose ein Leben mit zermürbenden Schmerzen und starker Bewegungseinschränkung, was vom Verlust an Lebensqualität bis hin zum Arbeitsplatzverlust führen kann. Das Ziel der Deutschen Arthrose Stiftung ist es diese Erkrankung zu bekämpfen.

Weitere Informationen im Internet:
www.klinikum.uni-heidelberg.de/Biomechanik-und-Implantatforschung.110428.0.html
www.implantatforschung.de
www.deutsche-arthrose-stiftung.de
Ansprechpartner:
Dr. sc. hum. Dipl.-Ing. Jan Philippe Kretzer
Labor für Biomechanik
Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg
Schlierbacher Landstraße 200a
69118 Heidelberg
Tel.: 06221 / 96 92 09
Fax: 06221 / 96 92 06
E-Mail: philippe.kretzer@med.uni-heidelberg.de
Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät Heidelberg
Krankenversorgung, Forschung und Lehre von internationalem Rang
Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der größten und renommiertesten medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät der Universität Heidelberg zählt zu den international bedeutsamen biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung neuer Therapien und ihre rasche Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund 7.600 Mitarbeiter und sind aktiv in Ausbildung und Qualifizierung. In mehr als 40 Kliniken und Fachabteilungen mit ca. 2.000 Betten werden jährlich rund 550.000 Patienten ambulant und stationär behandelt. Derzeit studieren ca. 3.400 angehende Ärzte in Heidelberg; das Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland.

www.klinikum.uni-heidelberg.de

Bei Rückfragen von Journalisten:
Dr. Annette Tuffs
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit des Universitätsklinikums Heidelberg
und der Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 672
69120 Heidelberg
Tel.: 06221 / 56 45 36
Fax: 06221 / 56 45 44
E-Mail: annette.tuffs(at)med.uni-heidelberg.de

Dr. Annette Tuffs | idw
Weitere Informationen:
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/presse

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Neue Hoffnung für Leberkrebspatienten
24.03.2017 | Universitätsklinikum Regensburg (UKR)

nachricht Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten
23.03.2017 | Deutsche Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin (DEGUM)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise