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Fraunhofer entwickelt keramischen Oberflächenersatz für das Hüftgelenk

Der bei Operationen verwendete Oberflächenersatz für die Hüfte besteht aus der Metalllegierung Cobalt-Chrom-Molybdän. Doch nicht alle Patientinnen und Patienten vertragen dieses Metall und reagieren mit Allergien oder Infektionen. Manchmal muss sogar die Prothese wieder entnommen werden. Eine Neuentwicklung des Fraunhofer IKTS im Rahmen des Projekts CERAMIC Bone-preserver setzt nun auf keramischen Oberflächenersatz bestehend aus Femurkappe und Monoblock-Hüftpfanne. Diese sind besser verträglich – und dabei ebenso stabil und fest wie ihre Pendants aus Metall.

Operationen am Hüftgelenk zählen zu den häufigsten Eingriffen in deutschen Krankenhäusern. So werden nach Angaben des statistischen Bundesamts ca. 220 000 künstliche Hüftgelenke im Jahr implantiert. Ursache hierfür sind bei älteren Menschen typischerweise Verschleißerscheinungen, aber auch Unfälle können eine Prothese nötig machen.

Als Material kommt in der Regel eine Cobalt-Chrom-Molybdän-Legierung zum Einsatz. Doch durch den Metallabrieb kommt es immer wieder zu Problemen wie der gefürchteten Metallose. Der Patient oder die Patientin leidet unter allergischen Reaktionen oder Reizzuständen. Mitunter treten Infektionen oder sogar Pseudotumore auf. Die Metall-Ionen lassen sich auch im Blut und im Gewebe nachweisen. Im schlimmsten Fall muss der Patient zurück in den Operationssaal und die Prothese entnommen werden.

Wesentlich verträglicher ist nun ein neuartiger Oberflächenersatz auf Keramik-Basis, denn Keramik löst keine Allergien oder Infektionen aus. Dieser wurde vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS im Rahmen des Verbundprojekts CERAMIC Bonepreserver entwickelt. Projektpartner war der Medizintechnikhersteller Mathys Orthopädie GmbH.

Besser verträglich durch knochensparende Rekonstruktion

Neben der hohen Verträglichkeit bietet der metallfreie Oberflächenersatz weitere Vorteile. »Der Keramik-Oberflächenersatz macht eine knochensparende endoprothetische Rekonstruktion des Hüftgelenks möglich«, erklärt Projektleiterin Martina Johannes vom Fraunhofer IKTS am Standort Hermsdorf.

Bei dem innovativen Oberflächenersatz handelt es sich um eine Kombination aus Femurkappe und Monoblock-Hüftpfanne. Die Femurkappe wird bei der Operation im Oberschenkelknochen versenkt, ihr Gegenstück – die Hüftpfanne – im Hüftknochen verankert. Die Oberflächen, die vom Knochen umschlossen werden sollen, sind aufgeraut. So können die Knochenzellen besser anwachsen. Der Kontaktbereich des künstlichen Gelenks zwischen Hüftpfanne und dem Kugelelement der Femurkappe ist hingegen völlig glatt, um eine mühelose und reibungslose Beweglichkeit des Oberschenkels zu ermöglichen.

Herstellung von ATZ-Keramik mit Korngrößen im Nanometer-Bereich

Das Fraunhofer IKTS verfügt über langjährige Erfahrung in der Herstellung und Verarbeitung keramischer Rohstoffe. Dazu gehören auch die Formgebungsverfahren in der Medizintechnik, wo die Anforderungen an Präzision und Zuverlässigkeit besonders hoch sind. Für das Projekt CERAMIC Bonepreserver hat das Team um Martina Johannes die Verfahrensschritte weiter optimiert. Im ersten Schritt werden die zugekauften keramischen Rohstoffe Aluminiumoxid und Zirkonoxid fein dispergiert. »Auf dieser Basis erstellen die Forschenden eine hochreine Suspension. »Entscheidend für die Qualität des Endprodukts ist, dass die Partikel vollkommen gleichmäßig in der Suspension verteilt sind. Es dürfen sich keinerlei Poren, Verunreinigungen oder sonstige Defekte im Endprodukt bilden. Medizinische Implantate müssen fehlerfrei sein«, sagt Projektleiterin Johannes.

Die anschließende Formgebung der Hüftpfanne erfolgt mittels Schlickerguss. Dieses Gussverfahren ist aus der traditionellen Porzellanherstellung bekannt und wurde am Fraunhofer IKTS weiterentwickelt. Die endgültigen Eigenschaften erhalten die Produkte im letzten Schritt der Sinterung. »Bei der gesinterten sogenannten ATZ-Dispersionskeramik (Alumina Toughened Zirconia) erreichen wir eine Korngröße zwischen 310 und 320 Nanometer im Gefüge«, sagt Johannes. Zum Vergleich: Bei sehr fein gemahlenen Kaffeebohnen für die Espressomaschine liegt die Korngröße bei 250 Mikrometer, ist also um den Faktor 1000 größer.

Die Arbeitsgruppe von Frau Johannes ist für die Herstellung von Werkstoffen und Komponenten für die Medizintechnik nach der EN ISO13485 zertifiziert und unterzieht sich regelmäßig strengen Prüfungen.

Hochfest und langzeitstabil

Wie steht es um die Festigkeit und Stabilität der Keramik-Implantate? Hier haben die Fraunhofer-Forschenden eine Reihe von Tests durchgeführt, um Belastbarkeit und Stabilität des Materials zu ermitteln. »Die Biege-, Druck- und Belastungstests haben ergeben, dass die Keramik-Prothesen mindestens genauso stabil und belastbar sind wie ein Produkt aus Metall«, sagt Martina Johannes.

»Im Ergebnis sind Oberflächenersatzprothesen verfügbar, die eine längere Einsatzfähigkeit aufweisen und für den Menschen gut verträglich sind«, sagt Martina Johannes.

Das Verbundprojekt CERAMIC Bonepreserver wurde im September 2020 abgeschlossen und vom Freistaat Thüringen mit 800 000 Euro gefördert. Das Projekt kommt zur rechten Zeit. Gesundheitsexperten rechnen damit, dass durch die steigende Lebenserwartung der Bevölkerung auch die Zahl der Hüftgelenksoperationen ansteigen wird. Denn die meisten Operationen werden in der Altersgruppe der 70- bis 80-Jährigen vorgenommen. Die keramischen Hüftgelenk-Prothesen leisten hier einen wichtigen Beitrag, damit Operationen und der anschließende Heilungsprozess weitgehend schmerzfrei und ohne Komplikationen verlaufen.

Verkehrssicherheit für Seniorinnen und Senioren

Nebel, Glatteis, Schnee und Dunkelheit – wer setzt sich da schon gern ans Steuer? Doch viele Menschen sind in ihrem Alltag auf das Auto angewiesen. Der Einkauf, der Besuch bei der Familie und Freunden oder der Arzttermin – ohne Auto ist dies oftmals undenkbar. Dabei hält vor allem die dunkle Jahreszeit für Autofahrerinnen und Autofahrer viele Herausforderungen bereit. Besonders Seniorinnen und Senioren sollten auf mögliche Probleme beim Autofahren achten. Sie haben zwar zumeist viel Erfahrung hinter dem Steuer, dennoch kann das Alter Probleme mit sich bringen, die durch die Witterung noch verstärkt werden können. Mögliche Gefahrenquellen sind Probleme beim Hören und Sehen, Bewegungseinschränkungen, Medikamente und deren Nebenwirkungen, aber auch demenzielle Erkrankungen wie Alzheimer.

Ihre Verkehrstüchtigkeit überprüfen können ältere Verkehrsteilnehmerinnen und Verkehrsteilnehmer mit der kostenlosen Broschüre „Sicher Auto fahren im Alter“, welche die gemeinnützige Alzheimer Forschung Initiative e.V. (AFI) zusammen mit Experten für Verkehrssicherheit von der Polizei sowie Rechtsanwälten entwickelt hat. Der Ratgeber beinhaltet unter anderem Sicherheitstipps und Strategien für sicheres Fahren im Alter, Checklisten für Autofahrer und deren Angehörige zur Einschätzung der Fahrtauglichkeit, Tipps zum Thema „Mobil bleiben ohne Auto“, Maßnahmen, wenn Demenz-Patienten weiter Auto fahren wollen sowie rechtliche Hinweise.

„Sicher Auto fahren im Alter“ kann kostenfrei bestellt werden bei der Alzheimer Forschung Initiative e.V., Kreuzstr. 34, 40210 Düsseldorf; Telefonnummer 0211 - 86 20 66 0; Webseite: www.alzheimer-forschung.de/sicher-auto-fahren.

Weitere Informationen zur Alzheimer-Krankheit

Neu ab 2021: Die Grundrente

Ab dem 1. Januar 2021 gibt es die Grundrente. Für rund 1,3 Millionen Menschen heißt das, sie müssen ihre kleine Rente nicht mehr mit Hartz IV aufstocken. Stattdessen erhalten Rentnerinnen und Rentner, die wenig Rente bekommen, automatisch einen finanziellen Zuschlag. Doch wer ist berechtigt? Wann sind Steuern fällig? Welche Fallstricke gibt es bei der Einkommensprüfung? Und was sollten Grundrenten-Berechtigte jetzt tun? Der Lohnsteuerhilfeverein Vereinigte Lohnsteuerhilfe e. V. (VLH) mit den Antworten sowie einem Tipp für Rentnerinnen und Rentner mit niedrigem Einkommen.

Was ist die Grundrente?

Die Grundrente ist eine Art Rentenzuschlag. Wer viele Jahre nur wenig in die Rentenkasse eingezahlt hatte, bekam bislang auch nur eine sehr niedrige Rente - teilweise noch unter dem Niveau der Grundsicherung. Die Große Koalition hat im Sommer 2020 beschlossen, dieses Problem mit der sogenannten Grundrente zu lösen: Rentnerinnen und Rentner sollen ab dem 1. Januar 2021 so viel Geld bekommen, dass sie über der Grundsicherung liegen.

Wer bekommt die Grundrente?

Rentnerinnen und Rentner, die mindestens 33 Jahre in die Rentenkasse eingezahlt, aber trotzdem nur ein geringes Einkommen haben, können die Grundrente erhalten. Dabei zählen sowohl die Zeiten der Berufstätigkeit wie auch der Kindererziehung oder der Pflege von Angehörigen mit hinein.

Einen Anspruch auf die Grundrente haben Rentnerinnen und Rentner, wenn sie eine Altersrente beziehen, die im Jahresdurchschnitt zwischen 0,3 und 0,8 Entgeltpunkten liegt. Laut Bundesregierung werden das im Startjahr 2021 etwa 1,3 Millionen Menschen sein, davon 70 Prozent Frauen.

Die Höhe des Grundrenten-Zuschlags soll gestaffelt werden und bei 35 Jahren Einzahlung die volle Höhe erreichen. Allerdings: Nur wer mit seinem Einkommen unterhalb bestimmter Grenzen bleibt, bekommt den Grundrenten-Zuschlag.

Wie hoch sind die Einkommensgrenzen?

Eine alleinstehende Rentnerin oder ein alleinstehender Rentner hat dann den vollen Anspruch auf die Grundrente, wenn der steuerfreie Anteil der Altersrente plus das weitere Einkommen insgesamt höchstens 1.250 Euro monatlich betragen. Bei Paaren liegt diese Grenze bei 1.950 Euro. Was darüber liegt, wird zu 60 Prozent auf die Grundrente angerechnet.

Ein Beispiel: Steht einer alleinstehenden Rentnerin ein Einkommen von 1.300 Euro im Monat zur Verfügung, werden 50 Euro zu 60 Prozent angerechnet - die Grundrente fällt 30 Euro niedriger aus.

Liegt das Einkommen eines alleinstehenden Rentners bei mehr als 1.600 Euro und eines Rentnerpaares bei mehr als 2.300 Euro, wird der darüber liegende Teil zu 100 Prozent auf den Grundrentenzuschlag angerechnet.

Hat ein Alleinstehender zum Beispiel 1.750 Euro oder ein Ehepaar beispielsweise 2.450 Euro Einkommen, vermindert sich die Grundrente jeweils um 150 Euro.

Welche Fallstricke gibt es bei der Ermittlung des Einkommens?

Keine Rentnerin und kein Rentner muss selbst aktiv werden und die Aufstockung der Rente beantragen. Stattdessen prüft das Finanzamt anhand der Daten der Rentenversicherung, ob einem Rentner oder einer Rentnerin die Grundrente zusteht. Das Ganze nennt sich "automatische Einkommensprüfung". Grundlage dieser Prüfung ist das zu versteuernde Einkommen. Der daraus berechnete Wert wird für jedes Jahr mit dem Durchschnittseinkommen in Deutschland verglichen. Wer dann am Ende der Rechnung deutlich unter dem Schnitt liegt, dessen Rentenanspruch wird aufgewertet.

Das Problem: Die Einkommensprüfung wird in vielen Fällen nicht möglich sein, da die meisten Geringverdiener selten eine Steuererklärung abgeben oder abgeben müssen. Rentner sind nur dann zur Abgabe einer Steuererklärung verpflichtet, wenn der steuerpflichtige Teil ihrer Rente den Grundfreibetrag übersteigt. Der Grundfreibetrag für das Jahr 2020 liegt bei 9.408 Euro für Alleinstehende und 18.816 Euro für Ehe- oder Lebenspartner.

Von eben diesen Geringverdienern sind sehr wahrscheinlich keine Daten bekannt. Außerdem liegen die Angaben über das zu versteuernde Einkommen in der Regel lediglich für das vorvergangene Jahr vor - Neurentner bekommen die Grundrente im ersten Jahr somit möglicherweise erst einmal nicht. Die Einkommensprüfung soll allerdings einmal jährlich wiederholt werden.

VLH-Tipp: Steuererklärung abgeben und Berechnung der Grundrente ermöglichen

Rentnerinnen und Rentner, für die aufgrund ihres niedrigen Einkommens die Grundrente in Frage kommt, sollten ihre Steuererklärung für das Jahr 2019 abgeben. Und zwar auch dann, wenn sie dazu gar nicht verpflichtet sind. Denn die Prüfung des Grundrentenanspruchs basiert voraussichtlich auf dem Steuerbescheid 2019.

Übrigens: Wie andere Rentenbeträge auch, kann die Grundrente dazu führen, dass eine Steuererklärung abgegeben werden muss.

Kurz zusammengefasst: Wer hat Anspruch auf die volle Grundrente?

Rentnerinnen und Rentner,

  • die 33 oder mehr Jahre rentenversichert waren,
  • die eine Rente beziehen, die im Durchschnitt zwischen 0,3 und 0,8 Entgeltpunkten pro Jahr liegt, und
  • die nicht mehr Einkommen haben als 1.250 Euro monatlich (1.950 Euro für Ehe- oder Lebenspartner)  

haben einen Anspruch auf Grundrente.

Forschungsprojekt zum Bewegungsverhalten

Im Forschungsprojekt ‚körperliche Aktivität bei Frauen über 60 Jahre mit kardialem Risiko oder kardialer Erkrankung (KAREN60+)‘, also mit einer Krankheit des Herzens, wird das alltägliche Bewegungsverhalten von Frauen ab 60 Jahren untersucht.

Dafür sucht das Projektteam aus dem Studiengang Physiotherapie der Hochschule für Gesundheit (hsg Bochum) Frauen, die Interesse haben, im Abstand von zwei bis drei Monaten zweimal einen Aktivitätstracker für jeweils zehn Tage in ihrem Alltag zu tragen.

Alina Rieckmann, Doktorandin und wissenschaftliche Mitarbeiterin im Studienbereich Physiotherapie, erklärte: „Der Aktivitätstracker ist ein kleines Messgerät, das wie ein Gürtel an der Hüfte getragen wird. Er misst anhand der Beschleunigung den ganzen Tag über die Bewegungen. Anhand dessen können wir Umfang und Intensität der Aktivität ermitteln und den Energieumsatz berechnen.“

Warum ist eine solche Studie wichtig? Dass regelmäßige körperliche Aktivität im Allgemeinen Gesundheit und das Wohlbefinden verbessert und das Risiko für chronische Erkrankungen senkt, ist nach Angaben von Dr. Christian Thiel, Professor für Physiotherapie an der hsg Bochum mit dem Schwerpunkt ‚Training und Therapie/Prävention‘, gut untersucht. Thiel erläuterte weiter: „Das Bewegungsverhalten unterscheidet sich in Abhängigkeit von Geschlecht und Alter. Wir wissen erstaunlich wenig darüber, in welchem Maß sich Frauen ab 60 bewegen, und von welchen Faktoren die Bewegungsdosis bei ihnen abhängt.“

Für das laufende Projekt KAREN60+ an der hsg Bochum werden aktuell noch Frauen über 60 Jahre gesucht. Dafür können sich auch Frauen melden, die nur wenig körperlich aktiv sind, rauchen, ein höheres Körpergewicht haben, Bluthochdruck haben oder bei denen die Diagnose Diabetes mellitus Typ 2 gestellt wurde.

Ziel von KAREN60+ ist es, das Aktivitätsverhalten von Frauen in verschiedenen Lebenssituationen zu erfassen und herauszufinden, wer besonders von einer Steigerung der Aktivität profitieren könnte. Während des Erhebungszeitraums sind die Teilnehmerinnen in ihren Aktivitäten in keiner Weise eingeschränkt und sollen wie sonst auch ihrem normalen Alltag nachgehen. Bis auf einen einmaligen Termin, der etwa eine Stunde dauern wird und das Ausfüllen einiger Fragebögen (etwa 1,5 Stunden) ist die Teilnahme mit keinem weiteren Aufwand verbunden. Mit Blick auf COVID-19 werden alle Hygiene- und Anstandsregeln beachtet.

Als Ansprechpartnerin für weitere Informationen zum Forschungsprojekt und zur Teilnahme steht Alina Rieckmann unter +49 (0) 234 77727-692 oder alina.rieckmann@hs-gesundheit.de gerne zur Verfügung. Genauerer Informationen zum Forschungsprojekt und zur Studie sind hier zu finden.



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