Gießener Biomechaniker forschen an Schulterprothesen

Bei einer fortgeschrittenen Arthrose im Schultergelenk können die Betroffenen häufig selbst einfachste Alltagstätigkeiten wie das Lenken eines Autos oder das Anheben einer Wasserkiste nur noch eingeschränkt oder gar nicht mehr bewerkstelligen. Diesen Patienten hilft oft nur noch der künstliche Ersatz des Schultergelenks.

Die neueste Entwicklung stellt hier der sogenannte Oberflächenersatz dar. Er ist das derzeit kleinste Implantat, weil der Oberarmkopf – ähnlich wie bei einer Zahnkrone – mit einer dünnen Metallkappe überkleidet wird. „Bei dieser modernen Operationstechnik wird vergleichsweise wenig Knochen vom Oberarm entfernt“, sagt Prof. Dr. Markus Rickert, Leiter der Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie am Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Standort Gießen.

Im neuen Biomechaniklabor der Orthopädie an der Justus-Liebig-Universität Gießen wird derzeit das Bewegungsverhalten dieser Schulterprothesen erforscht. „Es ist immer noch nicht genau geklärt, wann ein Patient wieder gewohnte Armbewegungen durchführen darf“, sagt Dr. Eike Jakubowitz, Leiter des Labors für Biomechanik. „Sollte die Prothese zu früh belastet werden, könnte sich der Heilungsprozess nach der Operation verlangsamen.“ Im Labor werden die Metallkappen untersucht, indem ein 3D-Präzisionsmesssystem die Mikrobewegungen zwischen der Schulterprothese und dem Oberarmknochen erfasst. „Mit dieser Methode sind wir dazu in der Lage, die Bewegungen dieser Implantate auf dem Oberarmkopf realitätsgetreu nachzubilden und exakt zu messen“, so Jakubowitz.

Erste Ergebnisse aus diesem Forschungsprojekt wurden nun im „Journal of Orthopaedic Research“ veröffentlicht. Die Gießener Forscher, die bis vor kurzem an der Universität Heidelberg tätig waren, beobachteten erstmals, dass die Mikrobewegungen dieser neuen Schulterprothesen maßgeblich von den Armbewegungen des Patienten abhängen. „So können Alltagshandlungen wie das Anheben einer Kaffeetasse ohne Bedenken gleich nach der Operation schon wieder durchgeführt werden“, erklärt Jakubowitz.

Prof. Rickert ergänzt: „Die Forschungsarbeit zeigt einmal mehr, wie wichtig die Verzahnung zwischen der Orthopädie und der biomechanischen Forschung ist. Nur so können neue Behandlungsstrategien genau geprüft und verfeinert werden, um sie dann am Patienten auch sicher und mit bestmöglichem Erfolg anzuwenden.“

Titel der Publikation:
Jakubowitz E, Neubrech C, Raiss P, Nadorf J, Tanner MC, Rickert M, Kasten P: Humeral cementless surface replacement arthroplasties of the shoulder: An experimental investigation on their initial fixation. Journal of Orthopaedic Research (im Druck); online erschienen am 24. Februar 2011 als „advance online publication“. DOI: 10.1002/jor.21393
Kontakt:
Dr. sc. hum. Dipl.-Ing. Eike Jakubowitz
Labor für Biomechanik, Klinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie am Universitätsklinikum Gießen und Marburg
Paul-Meimberg-Straße 3, 35392 Gießen
Tel.: 0641 99-42616