Messungen zur mechanischen Stabilität der Gleichgewichte von Knieendoprothesen: AEQUOS versus Mebio Scan-Knie

Measurements of the mechanical equilibrium state of knee endoprostheses: AEQUOS versus Mebio Scan knee

by Anja Saskia Albrecht
Doctoral thesis
Date of Examination:2020-02-26
Date of issue:2020-02-19
Advisor:Prof. Dr. Hans Nägerl
Referee:PD Dr. Jan Hubert
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-7865

 

 

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Abstract

English

In an experimental set-up, the biomechanical stability of the AEQUOS knee endoprosthesis and the Mebio Scan knee endoprosthesis in an equilibrium state were measured. The shape of the AEQUOS knee is based on the natural morphology of the human knee joint. Measurements were taken at 5° and 90° flexion. The AEQUOS knee showed a self-stabilizing and rolling mechanism like the natural knee. The Mebio Scan knee showed only stable states of equilibrium whereas the AEQUOUS knee showed stable and instable equilibriums. These stable and instable states are essential for the natural knee joint in order to fulfill the function of the knee in static (squat) and kinematic (rising up from a chair) matters. By varying the force vector of the muscle, it was possible to evoke stable and instable equilibriums for the AEQUOS knee. These results show that the design of the articulating surfaces of a knee endoprothesis determine its equilibrium.
Keywords: biomechanics knee joint; AEQUOS; knee endoprosthesis

German

Die der Morphologie des natürlichen Kniegelenkes nachempfundene AEQUOS- Knieendoprothese wurde in einem Versuchsaufbau hinsichtlich ihrer biomechanischen Stabilität in Gleichgewichtspositionen im Vergleich mit der Mebio Scan-Knie Endoprothese unter Freischaltung aller Freiheitsgrade bei eingestellten Flexionswinkeln von 5° und 90° gemessen. Dabei zeigte sich, dass das AEQUOS-Knie eine Selbststabilisierung und ein Rollverhalten wie das natürliche Knie aufzeigte. Das Mebio Scan-Knie wies nur stabile Gleichgewichtszustände auf. Das AEQUOS-Knie zeigte stabile und instabile Gleichgewichte auf, wie sie für die Aufgabe des natürlichen Kniegelenkes, sowohl statische (Hocken) als auch kinematische (Aufstehen vom Stuhl) Funktionen zu erfüllen, notwendig sind. Durch Variationen des muskulären Kraftvektors konnten beim AEQUOS-Knie stabile und instabile Gleichgewichte erzeugt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass das Prothesendesign das Gleichgewicht beeinflusst.
Schlagwörter: Biomechanik Kniegelenk; Viergelenk des Kniegelenks; Knieendoprothese; AEQUOS
 
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