Die Beanspruchung des Femurs durch implantierte Endoprothesen

Zusammenfassung

Die mechanische Beanspruchung des endoprothetisch versorgten Hüftgelenks als Ganzes unterliegt grundsätzlich den gleichen Gesetzmäßigkeiten wie die Beanspruchung der normalen Hüfte. Das heißt insbesondere, daß für die weiteren Betrachtungen alle auf das Gelenk einwirkenden Kräfte durch eine Resultierende ersetzt werden können, die sich sowohl rechnerisch als auch graphisch als die vektorielle Summe aus dem zu tragenden Körpergewicht und den das Gleichgewicht haltenden Muskeln (bei einbeinigem Stand die Summe der Hüftabduktoren) darstellen läßt. Nach Pauwels (1965, 1973) hat die Hüftgelenksresultierende im Normalfall eine Neigung von 16° zur Vertikalen und sie liegt in einer Ebene, die nur unbedeutend von der Frontalebene durch den Femurkopfmittelpunkt abweicht (vgl. Kummer 1968). Diese Resultierende, die als beanspruchende Kraft nur für das Hüftgelenk und den Schenkelhals (bis zum Ansatz der Abduktoren) Gültigkeit besitzt, verläuft schräg zur Schenkelhalsachse und tangiert in der Regel den Adam-Bogen. In der Mitte des Schenkelhalses besitzt sie bereits eine so große Exzentrizität gegenüber dem Flächenschwerpunkt des Halsquerschnitts, daß eine erhebliche Biegebeanspruchung resultiert. Dabei entstehen hohe Druckspannungen in der medialen Halskortikalis und nicht ganz so große, aber immer noch erhebliche Zugspannungen in der lateralen Halskortikalis (Abb. 1 a). Spannungsoptische Untersuchungen (Abb. 1 b) bestätigen im Prinzip diese nach Pauwels (1973) berechnete Spannungsverteilung über den Halsquerschnitt, wenn auch der Übergang von der maximalen Druck- zur Zugspannung im Modellversuch nicht linear ist (Abb. 1 c). Auf jeden Fall befindet sich in Nähe der Halsmitte ein Ort, an dem die Druckspannungen in Zugspannungen übergehen: die „neutrale Faser“. Hier ist die Spannungsgröße Null, und in diesem Bereich ist die Substantia spongiosa sehr locker strukturiert.