Im Laufe der Zeit wurde ein Modell entwickelt und immer weiter optimiert, das die Dichte und deren Veränderung im Knochen berechnen kann. Die Dichteveränderung gibt Aufschluss über den Knochenumbau. Der Knochen ist ein lebendes Gewebe, welches sich ständig verändert und sich den Belastungen anpasst. Damit passt sich auch die Dichte an. Durch die Einbringung von Implantaten, wie zum Beispiel ein Hüftimplantat, wird die natürliche Belastung des Knochens verändert. Diese Veränderung kann eine Veränderung der Knochendichte und der Stabilität bewirken. Da eine negative Veränderung der Knochenstabilität nicht erstrebenswert ist, wird versucht dies durch eine angepasste Auslegung der Implantate zu verhindern.
In einem Projekt wurde bspw. die Dichteveränderung der Tibia und des Sprungbeins nach der Implantation eines Sprunggelenkersatzes untersucht. Dabei wurde zuerst über CT-Scans die Dichteverteilung vor der Implantation ermittelt. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurde virtuell das Sprunggelenk durch eine Endoprothese ersetzt. Zur Berechnung der Belastung wurde eine Kraft angenommen, die einen gehenden Patienten entspricht. Basierend auf dieser Belastung wurde untersucht in welchem Maß die Dichte sich aufgrund der sich veränderten Wirkungsweise der Belastung verändert. Es wurde ermittelt, dass die Tibia einen Dichteverlust von 2 % aufweist und das Sprungbein von 13 %. Der größere Dichteverlust im Sprungbein erklärt sich durch eine geringere Masse im Verhältnis zur Implantatgeometrie. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass dieses Modell zur Untersuchung der Dichteveränderung im Vergleich zur Literatur passende Werte liefert und in Zukunft zur besseren Anpassung von Implantatgeometrien genutzt werden kann.
Anas Bouguecha, Nelly Weigel, Bernd-Arno Behrens, Christina M. Stukenborg-Colsman,Hazibullah Waizy (2011); BioMedical Engineering Online, Volume: 10, Artikelnummer: 58
