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Fragestellung: Haben Schraubenkonfiguration, -durchmesser und -design einen Einfluss auf die Primärstabilität von Arthrodesen des Subtalargelenkes?

Methodik: In einer biomechanischen in-vitro Untersuchung am Kunstknochen wurden Schraubenarthrodesen des USG hinsichtlich ihrer Primärstabilität mechanisch getestet. Als Lastapplikationen wurden Pro-/Supination und Innen-/Aussenrotation gewählt. Als Schraubenkonfigurationen (pro Arthrodese 2 Schrauben) wurden eine parallel gleichläufige, eine parallel gegenläufige und eine gekreuzte Versuchsanordnung gewählt. Getestet wurden je 2 6,5mm oder 8,0mm kanülierte ASNIS-Schrauben (Stryker), und 1 Magnetodyn-Schraube (BISS) mit je 1 6,5 oder 8,0mm ASNIS-Schraube. Sämtliche Schrauben wurden mit 5 Nm angezogen. Jede Gruppe beinhaltete 6 Präparate. Unter Berücksichtigung der anatomischen Achsen, Winkel und Drehzentren wurden die Präparate standardisiert in Epoxidharz eingebettet und in den Prüfmaschinen eingespannt. Rotationsversuche (Instron) wurden bei einer axialen Vorlast von 10 N weggeregelt auf einen Drehmomentwert von ±10 Nm gefahren. Die lateralen Biegungsversuche (Zwick) wurden weggeregelt auf einen Kraftwert von ±80 N durchgeführt. Um Verschiebungen der beiden Knochen im Raum zu bestimmen, erfolgte eine 3-dimensionale Ultraschallmessung mit dem Zebris-Messsystem. Die Datenauswertung erfolgte mit Microsoft-Excel. Statistische Signifikanzen wurden mit dem Student t-Test ermittelt (p<0,05).

Ergebnisse: Bei allen Lastapplikationen zeigte die gekreuzte Verschraubung mit 2 6,5mm kanülierten ASNIS-Schrauben die höchste Primärstabilität und die geringsten Verschiebungen im Arthrodesenspalt (Zebrissystem). Beide Schraubendurchmesser verglichen, ergaben sich lediglich bei der gleich- und gegenläufigen Schraubenkonfiguration für die Pronation und bei der gekreuzten Konfiguration für Pronation und Innenrotation signifikante Unterschiede. Die Arthrodese mit gekreuzten 8,0mm ASNIS-Schrauben zeigte für alle Lastapplikationen – verglichen zur 6,5mm ASNIS-Schrauben – Primärsteifigkeiten von 88-90%, wohingegen die restlichen Schraubenkonfigurationen lediglich Steifigkeiten von 23-56% aufwiesen. Schraubenbrüche und –verformungen konnten inspektorisch und radiologisch nicht nachgewiesen werden.

Schlussfolgerungen: Es werden diverse Arthrodesetechniken für das Subtalar-Gelenk beschrieben. Allerdings ist die Datenlage über die biomechanische Stabilität von (Schrauben-) Arthrodesetechniken des USG nur unzureichend, weswegen sich bis heute noch kein Goldstandard herauskristallisiert hat. Diese Studie zeigt verglichen zur konventionellen parallelen Verschraubung eine signifikant erhöhte Primärstabilität zugunsten der gekreuzten Schraubenkonfiguration. Da Mikrobewegungen zwischen den kommunizierenden Flächen der Arthrodese oft zu einem Versagen der Arthrodese mit Pseudarthrosenausbildung führen, ist eine hohe Primärstabilität des versteiften USG von großem Interesse. Versuche am humanen Kadaverknochen stehen aus.