Intelligente Implantate
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Zusammenfassung
Instrumentierte Prothesen ermöglichen es, die auf ein Gelenk wirkenden Belastungen direkt im Körper zu messen. Diese Erkenntnisse sind wichtig, um die Stabilität, Verschleißeigenschaften und Verankerungstechniken zu optimieren. Außerdem geben die Messungen Hinweise darauf, welche Aktivitäten bei den Patienten zu besonders hohen Belastungen führen und in der ersten postoperativen Zeit vermieden werden sollten. Auch die Physiotherapie nach Gelenkersatz oder Frakturen kann damit weiter verbessert werden. Der Artikel erläutert die technischen Grundlagen und Designmerkmale der Entwicklung instrumentierter Implantate. Ausgehend von den bisherigen Messungen an Hüftgelenk, Schultergelenk, internen Fixateuren für die Wirbelsäule, Wirbelkörperersatz und Kniegelenk werden einige der wichtigsten Ergebnisse dargestellt, aus denen Rückschlüsse für die Praxis gezogen werden können. Aufgrund der langjährigen Untersuchungen an Hüftendoprothesen können die meisten Hinweise in Bezug auf dieses Gelenk gegeben werden.
Schlüsselwörter
Implantat Belastung Messung In vivo TelemetrieIntelligent implants
Abstract
With instrumented implants it is possible to measure joint loads directly in the body, which is important if we are to improve the stability, wear properties and fixation technology. The data can also indicate what activities lead to particularly high loads and should be avoided in the immediate postoperative period, which can also be helpful to physiotherapists. The article explains the technical principles of the measurements and gives examples of designs of instrumented implants. Measurements so far recorded with the aid of such implants in hip, knee and shoulder joints, of internal fixation devices in the spinal column and of vertebral body prostheses are presented and the practical conclusions these results allow are discussed. In view of the huge body of data recorded in hip joints, most of the advice that can be given here relate to the hip.
Keywords
Joint implant Load Measurement In vivo TelemetryNotes
Danksagung
Die Arbeiten wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der Deutschen Arthrosehilfe und den Firmen Zimmer Inc., Biomet Deutschland und der Mathys Foundation unterstützt.
Wir danken allen beteiligten Patienten für ihr Mitwirken und auch den vielen nicht als Autoren aufgeführten Mitarbeitern.
Interessenkonflikt
Der korrespondierende Autor weist auf folgende Beziehung/en hin: Die Entwicklung der instrumentierten Implantate wurde jeweils von den Herstellern der Originalimplantate (Schulterimplantat: Fa. Biomet Deutschland; Wirbelkörperersatz: Mathys Foundation; Knieimplantat: Zimmer Inc.) unterstützt.
Die Präsentation des Themas ist unabhängig und die Darstellung der Inhalte produktneutral.
Literatur
- 1.Bergmann G (ed) (2001) HIP98 – loading of the hip joint. Freie Universität Berlin, CD, ISBN 3980784800Google Scholar
- 2.Bergmann G, Graichen F, Rohlmann A (2001) Hip contact forces and gait patterns from routine activities. J Biomech 34: 859–871CrossRefPubMedGoogle Scholar
- 3.Bergmann G, Graichen F, Rohlmann A (2004) Hip joint contact forces during stumbling. Langenbecks Arch Surg 389: 53–59CrossRefPubMedGoogle Scholar
- 4.Bergmann G, Graichen F, Bender A et al. (2006) In vivo glenohumeral contact forces – measurements in the first patient 7 month postoperatively. J Biomech [Epub ahead of print]Google Scholar
- 5.Bergmann G, Graichen F, Kääb M et al. (2006) Erste In-vivo-Messungen der glenohumeralen Gelenkkräfte. Abstract, 13. Jahrestagung der Deutschen Vereinigung für Schulter- und Ellbogenchirurgie, Wildbad Kreuth, S 10Google Scholar
- 6.Bergmann G, Graichen F, Rohlmann A et al. (2006) In vivo loading of a shoulder implant – first postoperative data. Transact Ann M Orthop Res Soc, Chicago/IL, 52: 0285Google Scholar
- 7.Bergmann G, Graichen F, Rohlmann A et al. (2007) Die Belastung orthopädischer Implantate – Messungen und praktische Anwendungen. Orthopade 36: 195–204CrossRefPubMedGoogle Scholar
- 8.Graichen F, Arnold R, Rohlmann A et al. (2007) Implantable 9-channel telemetry system for in vivo load measurements with orthopedic implants. IEEE Trans Biomed Eng 54: 253–261CrossRefPubMedGoogle Scholar
- 9.Heinlein B, Rohlmann A, Graichen F et al. (2005) An instrumented knee endoprosthesis for measuring loads in vivo. Transact Ann Meet Orthop Res Soc, Washington/DC, 51: 1217Google Scholar
- 10.Heinlein B, Rohlmann A, Graichen F et al. (2006) Accuracy analysis of an instrumented total knee arthroplasty for multi-component measurements of in vivo forces. Transact Ann Meet Orthop Res Soc, Chicago/IL, 52: 0625Google Scholar
- 11.Rohlmann A, Bergmann G, Graichen F et al. (1999) Die Belastung des Wirbel-Fixateur interne. Orthopade 28: 451–457CrossRefPubMedGoogle Scholar
- 12.Rohlmann A, Graichen F, Bergmann G (2004) Loads on an internal spinal fixation device measured in vivo. In: Lewandrowski KW, Wise DL, Trantolo DJ et al. (eds) Advances in spinal fusion: molecular science, biomechanics, and clinical management. Dekker, New York, pp 699–710Google Scholar
- 13.Rohlmann A, Bergmann G, Graichen F et al. (1994) A spinal fixation device for in vivo load measurement. J Biomech 27: 961–967CrossRefPubMedGoogle Scholar