25dkou254 10.3205/25dkou254 urn:nbn:de:0183-25dkou2547 Meeting Abstract Schröder Schröder Stefan S

Sektion für Biomechanik und Implantatforschung, Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Deutschland

author Gibmeier Gibmeier Jens J

Institut für angewandte Wissenschaften, Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe, Deutschland

author Thao Thao Phuong P

Institut für angewandte Wissenschaften, Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe, Deutschland

author Fischer Fischer Maximilian M

AQ Solutions GmbH, Köln, Deutschland

author Innmann Innmann Moritz M

Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Deutschland

author Renkawitz Renkawitz Tobias T

Klinik für Orthopädie der Universität Regensburg, Bad Abbach, Deutschland

author Kretzer Kretzer Jan Philippe JP

Sektion für Biomechanik und Implantatforschung, Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg, Deutschland

author German Medical Science GMS Publishing House

Düsseldorf

610 20251031 germ This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 License. Dieser Artikel ist ein Open-Access-Artikel und steht unter den Lizenzbedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 License (Namensnennung). M0634 254 Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und Unfallchirurgie Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie Deutsche Gesellschaft für Unfallchirurgie Berufsverband für Orthopädie und Unfallchirurgie Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2025) Grundlagenforschung | Biomechanik 2 Berlin 20251028 20251031 AB37-2698 TextZielsetzung und Fragestellung: Mit Hilfe des selektiven Laserschmelzens besteht die Möglichkeit patientenindividuelle Hüftschäfte additiv zu fertigen. Ein schwerwiegender Nachteil dieses Fertigungsverfahrens ist jedoch die stark reduzierte Ermüdungsfestigkeit. Neben der erhöhten Rauigkeit stellen Zugeigenspannungen sowie eine hohe Porosität in der additiv gefertigten Titanlegierung die Hauptursachen dar, die zu einem frühzeitigen Versagen des additiv gefertigten Hüftschaftes führen können. In einer vorangegangenen Studie wurden geeignete Nachbehandlungsverfahren zur Erhöhung der Dauerfestigkeit an vereinfachten Proben untersucht, wobei das optimalste Nachbehandlungskonzept nun an additiv gefertigten Hüftschäften erprobt werden soll.Material und Methoden: Das Nachbehandlungsverfahren bestehend aus einer Kombination von hot isostatic pressing (HIP) und einem für Titanlegierungen optimierten Kugelstrahlprozess wurde an additiv gefertigten Hüftschäften angewendet. Zusätzlich wurden additiv gefertigte Hüftschäfte hergestellt, die einen HIP-Prozess ohne anschließenden Kugelstrahlprozess erhielten sowie additiv gefertigte Hüftschäfte ohne jegliche Nachbehandlung. Als weitere Referenz dienten konventionell hergestellte Hüftschäfte mit den identischen Maßen, wie die additiv gefertigten Hüftschäfte. Die Hüftschäfte wurden nach ISO 7206-4 und ISO 7206-6 eingebettet und auf Ermüdung getestet, wobei die Kraft sukzessiv erhöht wurde, um einen Bruch zu provozieren (siehe Tabelle 1 ).Ergebnisse: Die Gruppen der Hüftschäfte inklusive Bruchraten sind in Tabelle 2 veranschaulicht. Bei sämtlichen additiv gefertigten Hüftschäften, die sowohl den HIP-Prozess als auch den Kugelstrahlprozess erhielten (Additiv_1), kam es weder bei der Testung nach ISO 7206-4+ noch bei der Testung nach ISO 7206-6+ zu einem Bruch. Das identische Ergebnis zeigte sich für die konventionell gefertigten Hüftschäfte (Standard). Sämtliche additiv gefertigten Hüftschäfte, die lediglich einen HIP-Prozess erhielten, jedoch keinen Kugelstrahlprozess (Additiv_2) brachen bei den Kraftstufen 5,3 KN und 6,3 KN bei der Testung nach ISO 7206-4+ und bei den Kraftstufen 5,34 KN und 6,34 KN bei der Testung nach ISO 7206-6+. In Abbildung 1 sind zwei Brüche nach ISO 7206-4+ und ISO 7206-6+ veranschaulicht.Sämtliche drei Hüftschäfte ohne Nachbehandlungsverfahren (Additiv_3) brachen bei 5,34 KN während der Testung nach ISO 7206-6+, wobei die Zyklenzahl bis zum Bruch geringer war verglichen mit Additiv_2.Diskussion und Schlussfolgerung: Anhand dieser Untersuchung konnte gezeigt werden, dass additiv gefertigte Hüftschäfte nicht ohne weiteres verwendet werden sollten. Durch geeignete Nachbehandlungsverfahren lässt sich allerdings eine höhere Dauerfestigkeit als normativ vorgegeben erreichen. Der gesamte Prozess der additiven Fertigung (inklusive einer geeigneten Nachbehandlung) kann nach kritischer Evaluation als Basis betrachtet werden, um die Patientenversorgung weiter zu individualisieren. 11

Tabelle 1: Angepasste Testbedingungen basierend auf ISO 7206-4 und ISO 7206-6.

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Tabelle 2: Untersuchungsgruppen mit den jeweiligen Stückzahlen.

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1 1 Abbildung 1: Beispiel zweier Schaftbrüche nach ISO 7206-6+ (links) und ISO 7206-4+ (rechts).

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