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Fragestellung: Bei der Augmentation von osteoporotischen Wirbeln mittels Vertebroplastie oder Kyphoplastie wird die Belastung der benachbarten Bewegungssegmente kontrovers diskutiert. Biomechanische Studien bieten die Möglichkeit, die Bruchmechanik angrenzender Wirbelkörper zu untersuchen. Hierfür ist es notwendig, definierte, reproduzierbare Frakturen im mittleren Teil mehrsegmentaler Wirbelsäulenpräparaten zu erzeugen ohne die angrenzenden Wirbel zu schädigen. Üblicherweise werden solche Frakturen jedoch nur in Präparaten mit wenigen Segmenten erzeugt, so dass die angrenzenden Wirbel nicht untersucht werden können. Ziel war es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem bei 5 zusammenhängenden Wirbelkörpern reproduzierbare Frakturen des mittleren Wirbels erzeugt werden können.

Methodik: Osteoporotische Lendenwirbelsäulen von weiblichen Spendern wurden unter Schonung der ligamentären Verbindungen präpariert und LWK 1 sowie LWK 5 mittels eines zwei Komponenten Kunststoffs in Metallhaltern eingebettet. Hierbei wurde beachtet, dass die Mittelebene von LWK 3 parallel zu den Metallhaltern ausgerichtet war. Die Frakturerzeugung erfolgte mittels einer servohydraulische Prüfmaschine (Bionix 858, MTS). Durch eine exzentrische Lagerung bei den Probenaufnahmen in bewegliche Messstände wurden durch axiale Krafteinleitung Flexions- und Extensionsbewegungen ermöglicht. Bei der Befestigung der Präparate wurde LWK 3 zentral zwischen den Drehachsen eingesetzt. Um eine gezielte Fraktur des LWK 3 zu gewährleisten, wurde dieser zunächst ventral unikortikal angebohrt. Die Belastung der angrenzenden Bewegungssegmente wurde mittels Cast jeweils vom Rand der Metallhalter bis zu den an LWK 3 angrenzenden Bandscheiben minimiert. Die gekoppelte Flexions- / Axiallastung wurde weggeregelt mit 5mm/s aufgebracht, bis eine Fraktur makroskopisch festgestellt wurde.

Ergebnisse: In allen 15 Fällen konnte eine Fraktur des LWK 3 vom Typ A erzeugt werden. In den angrenzenden Wirbel konnten keine Schädigungen festgestellt werden.

Schlussfolgerung: Für vergleichende Studien mit verschiedenen Augmentationsverfahren waren alle erzeugten Brüche verwendbar. Die hier dargestellte neue Methode zur Erzeugung reproduzierbarer Brüche an mehrsegmentalen Präparaten bietet eine gute und zuverlässige Möglichkeit, bei biomechanischen Studien mit neuen Verfahren in der Wirbelsäulenchirurgie gezielt frakturierte, mehrsegmentale Präparate zu erzeugen.

Unterstützt wurde die Studie dankenswerterweise von der Behörde für Wissenschaft und Gesundheit Hamburg, den Firmen DePuy und Kyphon sowie Prof. Dr. K. Püschel, Institut für Rechtsmedizin Hamburg