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Das biomechanische Verhalten winkelstabiler Implantatsysteme am proximalen Humerus
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Autoren
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M. Hessmann
- Klinikum der Johannes Gutenberg-Universität, Klinik für Unfallchirurgie, Mainz
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W. Sternstein
- Klinikum der Johannes Gutenberg-Universität, Biomechanisches Forschungslabor der Klinik für Unfallchirurgie, Mainz
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J. Blum
- Klinikum der Johannes Gutenberg-Universität, Klinik für Unfallchirurgie, Mainz
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M. Hansen
- Klinikum der Johannes Gutenberg-Universität, Klinik für Unfallchirurgie, Mainz
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P. Rommens
- Klinikum der Johannes Gutenberg-Universität, Klinik für Unfallchirurgie, Mainz
| Veröffentlicht: | 19. Oktober 2004 |
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Gliederung
Text
Fragestellung
1. Kann die Stabilität einer Osteosynthese am proximalen Humerus durch die Verwendung von Implantaten mit winkelstabilen Eigenschaften erhöht werden?
2. Bei osteoporotischen Knochenverhältnissen besteht ein relatives Missverhältnis in der Stabilität zwischen dem wenig widerstandsfähigen Knochen einerseits und einem rigiden Implantat andererseits. Kann das Risiko des Versagens ('cutting out') durch die Verwendung von Implantaten mit winkelstabilen aber elastischen Eigenschaften gesenkt werden?
Methoden
Das biomechanische Verhalten von 5 verschiedenen Implantaten wurde anhand eines standardisierten Frakturmodels (Keilosteotomie Collum chirurgicum, medialer Defekt 8 mm) untersucht.
1. Philos 130°-Platte: winkelstabile Schrauben-Platten Verbindung, semi-elastische Schrauben prox.
2. Philos 95°-Platte: winkelstabile Schrauben-Plattenverbindung, die Kopfkalotte wird mit rigiden Schrauben fixiert.
3. T-Platte: konventionelle 3-Loch Platte
4. PHN-S: intramedullärer Nagel mit proximaler Spiralklingenverriegelung
5. PHN-K: intramedullärer Nagel mit konventioneller Verriegelung
Die Untersuchungen wurden an 32 Paaren humaner Leichenhumeri im direkten intra-individuellen links-rechts Vergleich vorgenommen. Die Probe mit der Philos 130°-Platte war in jedem Vergleich die Referenz.
Die Proben wurden spannungsfre an eine in 2 Achsen arbeitende Prüfmaschine adaptiert und für folgende Untersuchungen belastet:
1. Bestimmung der Axial- und Torsionssteifigkeit anhand von jeweils 4 Lastzyklen bis 120 N Axialkraft. bzw. 2,5 Nm Torsionsmoment
2. Bestimmung der plastischen Verformung (Setzverhalten) unter Axialkraft und Torsion nach 20, 100 und 200 Zyklen mit unveränderten Lastparametern
3. Belastung zum Versagen ( bis 500 N)
Die Ergebnisse wurden statistisch anhand des Vorzeichen- und des Wilcoxontests ausgewertet.
Ergebnisse
Unter Axialbelastung wies der PHN-S die größte Steifigkeit auf (p=0.0078). Bezüglich der Torsionssteifigkeit waren alle 4 Implantate der Referenz überlegen. Unter Dauerbelastung zeigte sich eine klinisch relevante Überlegenheit des PHN-S und der Philos 95°-Platte. Im Versagenstest hielten diese beiden Implantate einer im Medianwert 100 N höheren Axiallast stand als die anderen Implantate.
Schlussfolgerungen
Bei den Plattenosteosynthesen ist die Anwendung von winkelstabilen rigiden Schrauben vorteilhaft. Während das Setzverhalten der T-Platte mit der Philos 130°-Platte vergleichbar war, fand sich sowohl unter Axial- als auch unter Torsionsbelastung eine deutliche Überlegenheit der Philos 95°-Platte. Dies weist darauf hin, dass sekundäre Achsabweichungen mit der winkelstabilen Platte mit rigiden Schrauben besser vermieden werden können. Die semielastischen Schrauben sind bezüglich einer ausreichend stabilen Versorgung kritisch zu betrachten. Der PHN-S kennzeichnete sich durch eine sign. höhere Axial- und Torsionssteifigkeit und einer geringeren Verformung unter Dauerbelastung und war somit da stabilste Implantat dieser Untersuchung.
