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67. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
89. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
44. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie

11. bis 16.11.2003, Messe/ICC Berlin

Dynamische Kompressionstests zur prophylaktischen Vertebro- und Kyphoplastie mit PMMA und CaP-Zementen

Meeting Abstract (DGU 2003)

  • corresponding author Hans-Joachim Wilke - Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik Universitaet Ulm, Helmholtzstraße 14, 89081, Ulm, Phone: 0731-5002-3482, Fax: 0731-5002-3498
  • U. Mehnert - Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Universität Ulm
  • B.M. Boszczyk - Neurochirurgie, BG-Unfallklinik Murnau
  • M. Bierschneider - Neurochirurgie, BG-Unfallklinik Murnau
  • H. Jaksche - Neurochirurgie, BG-Unfallklinik Murnau
  • L.E. Claes - Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Universität Ulm

Deutsche Gesellschaft für Unfallchirurgie. Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und orthopädische Chirurgie. Berufsverband der Fachärzte für Orthopädie. 67. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 89. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 44. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 11.-16.11.2003. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2003. Doc03dguA10-7

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2003/03dgu0068.shtml

Veröffentlicht: 11. November 2003

© 2003 Wilke et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung

Die Vertebro- und Kyphoplastie sind zwei Alternativen osteoporotische Wirbelkörper mit PMMA oder CaP-Zementen zu augmentieren. Beide Verfahren haben zwar ihre Einschränkungen, aber zeigen viel versprechende frühe klinische Ergebnisse. Es ist jedoch nicht bekannt, wie die Ermüdungscharakteristik von derartig behandelten Wirbeln unter einer zyklischen Belastung aussieht. Ziel dieser Studie war es, eine neue Methode zu entwickeln, mit der die dynamische In-vivo-Belastungssituation so gut als möglich simuliert werden kann, um solche Kypho- und Vertebroplastieverfahren auf ihre Dauerbelastungsfähigkeit zu untersuchen. Ferner sollte getestet werden ob CaP-Zement mechanisch ähnlich stabil bleibt wie PMMA.

Methoden

24 intakte osteoporotische bisegmentale menschliche Wirbelsäulenpräparate (Th12 - L2 und L3-L5) wurden in 4 Gruppen mit vergleichbarem Alter und vergleichbarer Knochendichte aufgeteilt.

1. Vertebroplastie mit PMMA

2. Kyphoplastie mit PMMA

3. Kyphoplastie mit CaP (Calcibon, Biomet Merck BioMaterial GmbH)

4. unbehandelte Kontrollgruppe.

Aufgrund der hohen Viskosität des Calciumphosphates war eine Vertebroplastie mit diesem Zement nicht möglich. Nach der Augmentierung des mittleren Wirbels wurden alle Präparate mit 100 000 Lastwechseln bei einer exzentrischen Kraft (100 N - 600 N; 30 mm Hebelarm; 5 Hz) belastet, während sich das Präparat um seine eigene Achse drehte (360°/min). Vor und nach der Belastung wurde anhand von Röntgenaufnahmen die lokale Sinterung der Wirbel an unterschiedlichen Stellen bestimmt. Zusätzlich wurde die gesamte Höhenverlust nach allen 20000 Lastzyklen direkt in der Materialprüfmaschine gemessen. Im Anschluss an die Testung wurden die Präparate in gefrorenem Zustand aufgesägt und makroskopisch begutachtet.

Ergebnisse

Der gesamte Höhenverlust stieg in allen Gruppen mit starken individuellen Unterschieden an und erreichte Medianwerte von 2,8 mm für die augmentierten Gruppen und 4,2 mm für die nicht augmentierte Gruppe (Mann-Whitney, p<0,05). Im Zentrum der Endplatte war die Sinterung bei der Kyphoplastiegruppe ähnlich niedrig (Medianwerte: 0mm für PMMA und 0,2mm für CaP) wie die für die Vertebroplastiegruppe (0mm) (nicht signifikant), aber deutlich niedriger als bei der Kontrollgruppe (3.8mm)(p<0,05). Einzelne Kyphoplastie-Präparate sinterten stark (3-5mm). Die Gefrierschnitte zeigten keinerlei Ermüdungsrisse im PMMA, in den CaP-Plomben der Kyphoplastie wurden kleine Risse nach dieser Dauerbelastung gefunden.

Schlussfolgerungen

Die Vertebroplastie und Kyphoplastie scheinen biomechanisch annähernd äquivalente Methoden zu sein, um den osteoporotischen Wirbel zu stärken. In Einzelfällen ist jedoch die Vertebroplastie biomechanisch zuverlässiger. Bei diesem Experiment wurde eine rein prophylaktische Augmentiertung getestet, d.h. die Ergebnisse dürfen nicht auf frakturierte Wirbel übertragen werden.