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Experimentelle Analyse des Z-Effekts am Proximalen Femurnagel (PFN)
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Autoren
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S. Eichhorn
- Klinik für Orthopädie Abteilung Biomechanik, klinikum rechts der Isar der TU München, München, Germany
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O. Trapp
- Abt. Unfallchirurgie, BG Unfallklinik Murnau, Murnau, Germany
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G. von Oldenburg
- Research & Development, Stryker Trauma GmbH, Kiel, Germany
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E. Steinhauser
- Klinik für Orthopädie Abteilung Biomechanik, klinikum rechts der Isar der TU München, München, Germany
| Veröffentlicht: | 28. September 2006 |
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Gliederung
Text
Einleitung: Zur Versorgung ausgewählter trochantärer Frakturen des Femurs findet der Proximale Femurnagel (PFN; Fa. Synthes) häufig Verwendung. Der Z-Effekt beschreibt die gegenläufige Migrationsbewegung der oberen Hüftgelenksschraube (HGS) zur unteren Schenkelhalsschraube (SHS) infolge physiologischer Belastung. Je nach Bewegungsrichtung der Schrauben wird der Effekt in Z-Effekt oder umgekehrten Z-Effekt unterschieden. Ziel der durchgeführten Untersuchung war die Entwicklung eines Simulationsmodells zur experimentellen Untersuchung des Z-Effekts auf Basis der in der Literatur angeführten Entstehungshypothesen.
Methode und Material: Anhand von Röntgenaufnahmen und der in der Literatur angeführten Begründungen wurde eine Matrix möglicher mechanischer Ursachen des Effektes aufgestellt und anschließend in einem dynamischen Prüfmodell untersucht. Als mögliche Ursachen wurden ermittelt: Instabilität der Fraktur; Knochenqualität; CCD-Winkel; Schraubenposition; Implantatposition; Qualität der intramedullären Verriegelung; Körperseite; Schraubenlänge; Implantatmaterial; Einfluss von Weichteilgewebe [Ref. 1], [Ref. 2]. Als Prüfmodell diente ein abstrahierter Femurkopf mit der Möglichkeit, die Schrauben zu blockieren bzw. frei gleiten zu lassen. Des weiteren wurde ein mit Knochenersatzmaterialien (Fa Sawbones, Schweden) verschiedener Dichte befüllbarer Femurkopf verwendet. Das Prüfmodell wurde schwellend (0,1-0,7 kN) bei 2 Hz in einer Universalprüfmaschine (Roell Amsler REL 2100) belastet [Ref. 2]. Die Migrationsstrecken der Schrauben wurden nach 500 und 1000 Lastwechseln bestimmt.
Ergebnisse: Bei der Analyse der zur Verfügung stehenden Röntgenaufnahmen konnte kein eindeutiger Zusammenhang zwischen Frakturtyp und Schraubenmigrationsmuster ermittelt werden. Ein Zusammenhang zwischen dem Auftreten des Effektes abhängig von der Körperseite bzw. Qualität der intramedullären Verankerung der Implantate konnte nicht festgestellt werden. Bei dynamischen Versuchen mit dem Prüfmodell konnte unter Abstraktion einer 31-A2 Fraktur bei unparalleler Schraubenlage eine mediale Migrationsbewegung der SHS dargestellt werden, bei paralleler Schraubenlage eine laterale Migrationsbewegung.
Diskussion: Bei der Verwendung von intramedullären Implantaten mit dynamischen 2-Schraubensystem zur Verankerung im proximalen Femur kann eine spontan einsetzende Migrationsbewegung der Schrauben bereits nach wenigen Belastungszyklen nicht ausgeschlossen werden. Unparallele Schraubenlage kann das Einsetzen von Schraubenbewegungen begünstigen. Steigende Instabilität der Fraktur begünstigt ebenfalls das Auftreten von Migrationsbewegungen.
