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Fragestellung: Im Rahmen der Weiterentwicklung des Wirbelkörperersatzimplantates Synex sollte die Frage beantwortet werden, welchen Einfluss ein neues Endplattendesign auf das Sinterungsverhalten an der Knochen-Implantat-Grenze unter axialer Kompression an humanen Lendenwirbelkörpern hat. Zu diesem Zweck wurden der neue Prototyp Synex II und 3 weitere Wirbelkörperersatzimplantate biomechanische getestet und verglichen.

Methodik: Es wurden 4 Gruppen zu je 6 humanen lumbalen Wirbelkörpern (L1-L4; Durchschnittsalter 71 (61-85) Jahre) gebildet. Die Verteilung der Knochendichte (BMD) und das Durchschnittsalter waren für alle Gruppen gleich. In den 4 Gruppen wurden folgende Implantate getestet: Synex II (Fa. Synthes); Synex I (Fa. Synthes); Obelisc (Fa. Ulrich Medical) und X-Tenz (Fa. DePuy). Die Deckplatten der in Hartgips eingebetteten Wirbel wurden mit einer konstanten Geschwindigkeit von 5 mm/min mit dem jeweiligen Implantat komprimiert. Die Testung erfolgte wegesteuert mit einer servohydraulischen Materialprüfmaschine (858 Mini Bionix II, MTS) bei einer Vorlast von ≤10N. Die durch das Implantat in axialer Richtung auf die Deckplatte der WK wirkenden Kompressionskräfte (F) wurden kontinuierlich von der Kraftmessdose der Materialprüfmaschine während der Implantatmigration (d) gemessen. Es wurden maximale Kompressionkraft (F_max) und -weg (d_max) bis zum Versagen, d.h. Einbruch des Implantates durch die Deckplatte ermittelt und die wirkenden Kräften bei 1, 2, 3 und 4mm Kompressionsweg (F_1-4mm) bestimmt. Die Varianzanalyse (ANOVA, Bonferroni Post Hoc Test) wurde mit der Software SPSS für Windows durchgeführt.

Ergebnisse: Von den vier getesteten Implantaten ermöglicht Synex II über einen Migrationsweg bis zu 4mm durchschnittlich die größte Lastaufnahme (F_1-4mm: 300-1600N) ohne einzubrechen. Bei 2mm Kompressionsweg war der Unterschiede der wirkenden Kompressionskräfte (F_2mm) zwischen Synex II (879N) und X-Tenz (339N) statistisch signifikant (p=0.028). Die Varianzanalyse zeigte, dass für die maximalen Kräfte (F_max) und Wegstrecken (d_max) bis zum Versagen keine statistisch signifikanten Unterschiede bestanden: Synex II (1782.3N / 4.67mm); Synex I (1645.3N / 4.72mm); Obelisc (1314.0N / 4.24mm); X-Tenz (1470.3N / 6.92mm).

Schlussfolgerung: Durch die Weiterentwicklung der Endplatten des Wirbelkörperersatzimplantatprototypen Synex II ist ein verbessertes in-vitro Einsinkverhalten am humanen Lendenwirbelkörper gewährleistet. Im Vergleich zu drei ähnlichen Implantaten für die ventrale Stabilisierung und Fusion können deshalb höhere Kompressionskräfte aufgenommen werden.