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In der Knieendoprothetik werden standardmäßig Femurkomponenten aus Metall verwendet. Im Vergleich versprechen keramische Femurkomponenten verbesserte tribologische und allergologische Eigenschaften. Bei der Verwendung keramischer Implantate besteht jedoch das Risiko einer Schädigung als Folge von Spannungsspitzen. Dies muss durch suffizientes Design, korrekte Werkstoffzusammensetzung und optimale Kraftübertragung zwischen Implantat und Knochenlager mittels Knochenzement minimiert werden. In dieser Arbeit wurde der Einfluss der Zementschichtdicke auf die Spannungsverteilung in der keramischen Femurkomponente und dem femoralen Knochenlager untersucht. Dazu wurden zweidimensionale und dreidimensionale Finite-Elemente-Analysen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Zementschichtdicken und einer ungleichmäßigen Zementschichtdickenverteilung durchgeführt. Die höchsten Hauptspannungen zeigten sich an der Innenseite der keramischen Femurkomponente im Bereich der Krafteinleitung und an der Medianebene. Die aufgetretenen Höchstspannungen lagen unterhalb der bekannten Bruchfestigkeiten für keramische Implantatmaterialien. Die Untersuchungen zeigten in der Femurkomponente geringere Spannungen bei einer Zementschichtdicke unter 2,0 mm.

biomedizinische technik

Finite-Elemente-Analyse einer zementierten, keramischen Femurkomponente unter Berücksichtigung der Einbausituation bei künstlichem Kniegelenkersatz / Finite element analysis of a cemented ceramic femoral component for the assembly situation in total knee arthroplasty