Tribologische Eigenschaften von kohlenstoffaserverstärktem Kunststoff (CFK)

Verschleis der artikulierenden Komponenten (vor allem PE-UHMW) ist in der Huftgelenkendoprothetik der wichtigste limitierende Faktor fur eine Langzeitstabilitat. Um den Abrieb zu minimieren, werden seit 1969 keramische Komponenten (Al 2O3 nach ISO 6474) und seit 1975 die Kombination Al2O3/PE-UHMW verwendet. Die Paarung Aluminiumoxidkeramik und kohlenstoffaserverstarktes Epoxidharz (Caproman®) wird seit 1988 klinisch eingesetzt. Bei dieser Kombination zeigten In-vitro-Experimente und In-vivo-Untersuchungen im Gegensatz zu PE-UHMW geringe Abriebraten und eine gunstige biologische Reaktion auf Abriebprodukte. Die Reibflachen von explantierten keramischen Huftkopfen (Al2O3– Biolox®) und zementfrei implantierten Caproman®-Pfannen wurden anhand von rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen, Spharizitatsmessungen und computergestutzten Rauheitsmessungen (incl. der erweiterten Rauheitsparameter Rvk oder Rpk nach ISO 4287 [18]) untersucht. Die mittelfristigen Ergebnisse im Rahmen einer klinischen Studie zeigen, das mit der Paarung Al2O3/Caproman® auch im Korpermilieu die in den Voruntersuchungen ermittelten gunstigen Reibeigenschaften erreicht werden und eine Verbesserung gegenuber den herkommlichen Werkstoffpaarungen erzielt werden kann. Die dabei ermittelten geringen Verschleisraten liegen im Bereich der Tribopaarung Al2O3/Al2O3, ohne deren materialspezifische Probleme bei Keramik-Keramik-Kombinationen aufzuweisen.