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DER

POLYETHYLEN

VERSCHLEISSANZEIGER

(deutsches Patent)

Ein Polyethylen-Verschleiss anzeigendes Implantat in einem menschlichen oder tierischen Organismus zeichnet sich dadurch aus, dass es im Werkstoff einen besonderen Markierungsstoff enthält, dessen Gehalt oder der Gehalt seiner Stoffwechselprodukte im Blut, in Sekreten, in Exkreten oder in der Atemluft des menschlichen oder tierischen Lebewesens den Werkstoffverschleiß widerspiegelt.

Das Funktionsprinzip der Vorrichtung und entsprechend aufgebauter Implantate, zeigt die Figur 3 anhand eines beispielhaften Markierungsstoffes 10, welcher im Polyethylen-Gleitlager 11 der Hüft- 1 und Knieendoprothese 6 enthalten ist. Bei vermehrtem Abrieb des Polyethylens 11 in der Zone der größten Beanspruchung 12, wird der beispielhafte Markierungsstoff 10, ein aus einem nicht radioaktivem, harmlosen C-13-Isotop aufgebautes Harnstoffmolekül, aus dem Werkstoff Polyethylen 11 frei, sobald durch Abrieb 13 die Polyethylen-Polymere 14 aufbrechen . Je stärker der Abrieb 13, desto zerklüfteter und größer ist die Oberfläche des verschlissenen Polyethylen 16. Je größer die Oberfläche des verschlissenen Polyethylen 16, desto stärker die Freisetzung des Markierungsstoffes 10 ins Gelenk. Bei unbeschädigtem Polyethylen 17 bleibt entsprechend dem vorgenanten Wirkprinzip der Markierungsstoff 10 in den Polyethylenpolymeren 14 eingebettet.

 

 

 

 

Der Weg des beispielhaften Markierungsstoffes wird in Figur 4 gezeigt. Jedes Gelenk, auch das Kunstgelenk (hier Knieendoprothese 6) wird von einer Kapsel 23 umgeben, die auf der Innenseite von der Gelenkhaut 18 ausgekleidet ist.  Das Gelenk steht über die Gelenkhaut mit dem außen liegenden Blutkreislauf, hier in Form eines Kapillargefäßes 19 in Verbindung.  Der Markierungsstoff 10, der aus dem Polyethylen 11 frei wird, ist im Ausführungsbeispiel ein C-13-haltiger Harnstoff und verhält sich im Organismus wie der ihm gleichende, natürlich vorkommende C-12-haltige Harnstoff. Entsprechend den Erkenntnissen der Wissenschaft sind Harnstoffkonzentrationen in der Gelenkflüssigkeit direkt proportional zu den Harnstoffkonzentrationen im Serum, da der Austausch Gelenkflüssigkeit-Blut bei Harnstoff durch Diffusion 20 geschieht. Der beispielhafte Markierungsstoff, hier ein C-13-markierter Harnstoff ist somit nicht nur in der vom Polyethylenabrieb betroffenen Gelenk und der Gelenkflüssigkeit 22 enthalten, sondern geht über Diffusion aus dem Gelenk ins Blut 21 über. Der Markierungsstoff kann dadurch im Gelenkpunktat 22, aber auch im Blut 21 nachgewiesen werden. Da der beispielhafte Markierungsstoff Harnstoff C-13 auch über die Niere in den Urin ausgeschieden wird, ist er hier ebenfalls nachweisbar (nicht gezeigt). Schmerzen und Gewebsreaktionen im Gelenk eines fiktiven Patienten können dank der Vorrichtung und einem entsprechend hergestellten Implantat richtig im Sinne von Werkstoffabrieb interpretiert werden. Das verschlissene Werkstoffteil des Implantates kann dadurch in einem kleineren Eingriff rechtzeitig ausgetauscht werden, bevor die Verschleißbedingten krankhaften Gewebsprozesse zu einem Versagen des gesamten Implantates oder einer hierdurch bedingten Krankheit des fiktiven Patienten führen.

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