Künstliches Hüftgelenk ohne Ablaufdatum?

1962 wurde von Sir J. Charnley die erste Total-Hüftendoprothese mit einer Gelenkspfanne aus Polyethylen implantiert.

Der durch die biomechanische Belastung zwischen Kugelkopf und Gelenkpfanne bedingte Materialverschleiß ist ein Faktor, der die Lebensdauer einer Prothese maßgeblich beeinflußt. Poly-ethylen (PE) wird seit vielen Jahren in künstlichen Gelenken eingesetzt, ist jedoch nur bedingt verschleißfest.

Verschleißpartikel sind nach heutigem Wissen die Hauptursache von Spätlockerungen, die den Ersatz einer Prothese nötig machen können. Sukzessive wurde in den letzten Jahren an einer Verbesserung des Polyethylen-Werkstoffs mit dem Ziel einer größtmöglichen Verschleißfreiheit gearbeitet. Seit Oktober dieses Jahres steht mit Durasul-PE der modernste Sprößling der Polyethylen-Familie für den klinischen Einsatz zur Verfügung.

Prinzip der Werkstoffoptimierung
Vor mehr als zehn Jahren setzte Sulzer als erste Firma die Gammabestrahlung in Stickstoff ein. Das Prinzip der Werkstoffoptimierung wird durch Quervernetzung der Polymerketten im Polyethylen erreicht. Dies hat zur Folge, dass sich der Abrieb deutlich reduziert. Initialzündung für diese Quervernetzung ist bei Durasul-PE die Bestrahlung mit Elektronen. Dabei wird, im Gegensatz zu anderen Verfahren, ein Verschmelzen des PE erreicht, was zu einer Vernetzung führt.

Ein anschließender Schmelzprozeß sorgt für die Sättigung der verbliebenen freien Radikale. Die bei der Bestrahlung entstehenden freien Radikale könnten andernfalls mit der Zeit zur oxidativen Degradation und somit zur Versprödung des Materials führen. Es entsteht somit ein langzeitstabiles Material mit konstanten mechanischen Eigenschaften.

Kein meßbarer Abrieb
Durasul-PE wurde im biomechanischen Labor am Massachusetts-Hospital eingehend im Hüftsimulator getestet. Als Vergleichsprothese wurde der Durasul-Kugelkopf aus Kobalt-Chrom benutzt, wie er auch klinisch seit Jahren eingesetzt wird. Beim neuen Material konnte im Gegensatz zu alten kein meßbarer Abrieb festgestellt werden. Im Gegenteil, die Pfannen nahmen an Gewicht zu.

Diese Gewichtszunahme ist auf die werkstoffbedingte Aufnahme von Wasser zurückzuführen, die bei konventionellen PE ebenfalls vorhanden ist, dort aber durch den Abrieb überlagert wird. Die Verschleißbeständigkeit ist auch unter dem Mikroskop zu erkennen.


Erstmals implantiert wurden Hüftgelenkpfannen aus dem neuen Werkstoff in Schweden im Dezember 1998. Bereits zwei Monate später wurde von der amerikanischen Gesundheitsbehörde FDA die Zulassung für den kommerziellen Vertrieb erteilt.

Seit Oktober ist Durasul-PE auch in Österreich im klinischen Einsatz (siehe Interview). Derzeit sind mehrere Langzeitstudien im Laufen, die die Funktionsdauer des neuen Werkstoffes untersuchen und seine Verschleißfestigkeit dokumentieren sollen.

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