Projekttitel: GENIE
GENder-related Implant Examination

Projektdauer: 01.06.2010 – 31.05.2012 (24 Monate), 2. Ausschreibung 2009

Kurzfassung
Es ist unumstritten, dass Werkstoffe selbst geschlechtsinvariant sind. Bekannt ist allerdings, dass geschlechtspezifische Reaktionen im menschlichen Körper zu berücksichtigen sind (z.B. Wirkung von Pharmazeutika). Weiters ist bekannt, dass sich die hormonellen Zyklen im Leben von Frauen auf die Stabilität von Bändern und anderen Weichteilen des Bewegungsapparates auswirken. Erstaunlicherweise ist bis jetzt noch nicht untersucht, ob es geschlechtsspezifische Einflüsse auf die Lebensdauer lasttragender Gelenkimplantate gibt. Es gibt z. Z. nur ein künstliches Kniegelenk (Zimmer® Gender Solutions™ NexGen® High-Flex Knee) das die im weiblichen Körper anderen anatomischen Voraussetzungen berücksichtigt. Ziel dieses Projektes ist, durch systematische Schadensanalyse das Versagen von Gelenkimplantaten (Endoprothesen) genderspezifisch zu untersuchen.

Folgende Fragen sind zu beantworten:
Wie werden Implantatteile durch die Anwendung im weiblichen oder männlichen Körper unterschiedlich beeinflusst?
Wie wirkt sich das Geschlecht des Patienten unter Berücksichtigung von Faktoren wie Gewicht, Alter, Aktivitätslevel etc. auf das Versagen des Implantats aus?

In vivo geschädigte PE-UHMW Implantatteile werden bei Revisionsoperationen an der Medizinischen Universität Wien, Universitätsklinik für Orthopädie (Ass. Univ. Prof. Skrbensky und Dr. Kolb) entnommen sowie durch Prof. L. Costa (Universität Turin, Dipartimento di Chimica I.F.M.) zur Verfügung gestellt. Diese sog. Explantate werden so ausgewählt, dass eine erste statistische Bewertung der Ergebnisse möglich ist (Explantate von Männern und Frauen gleicher Altersgruppe, mit vergleichbarem Körpergewicht, Body Mass Index und Komorbiditäts Index, aus den gleichen PE-UHMW Typen und nach vergleichbarer Einsatzzeit im menschlichen Körper). Parallel dazu wird die spezifische Synovialflüssigkeit, die sich in direktem Kontakt mit dem Implantat im Körper befindet, analysiert. Auf der Basis bereits abgeschlossener und veröffentlichter Voruntersuchungen werden folgende Methoden zur Schadensanalyse herangezogen:

• Fourier Transformierte Infrarot Spektroskopie (FTIR)
• Dynamische Differenz- Kalorimetrie (DSC)
• Instrumentierte Nanoindentation
• Biaxiale Zugprüfung an Miniaturprüfkörpern
• Matrix-unterstützte Laser Desorption Ionisation Massenspektroskopie
  (MALDI-MS)

Die Kombination der verwendeten Methoden erlaubt eine Werkstoffcharakterisierung, sowohl struktureller Parameter als auch mechanischer Eigenschaften. Durch diese Erkenntnisse soll die Basis für genderspezifische Werkstoffentwicklung im Bereich polymerer Implantatwerkstoffe gelegt werden. Das Forschungsgebiet ist im interdisziplinären Bereich zwischen Kunststofftechnik, Chemie, Physik und Medizin angesiedelt.

Projektbezogene Keywords: Implantate, PE-UHMW, geschlechtsspezifisch, Schadensanalyse

Projektleitung:
ao. Univ. Prof.in Vasiliki-Maria Archodoulaki
Tel: 01-58801-30850
Email: varchodo(at)mail.zserv.tuwien.ac.at