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Einleitung: Osteoporotisch bedingte trochantäre Frakturen werden meist mit intramedullären Kraftträgern im Bereich des Schenkelhalses versorgt. Nachteil dieser Schrauben- oder Klingenförmigen Kraftträger ist das Auswandern aus dem Hüftkopf in das Acetabulum, das sogenannte cut-out. Ziel unserer Studie war es, die Möglichkeit der cut-out Reduktion durch eine Biopolymeraugmentation einer Schenkelhalsschraube an einem standardisierten Osteoporosemodel des Hüftkopfes an einer speziell entwickelten Versuchsvorrichtung reproduzierbar biomechanisch zu analysieren.

Material und Methoden: Die Knochenstruktur und -Dichte im proximalen Bereich eines menschlichen Femur ist individuell äußerst variabel. In diesen Versuchsreihen sollte menschliches Material durch ein Knochenersatzmaterial ersetzt werden, um optimale Vorraussetzungen für reproduzierbare Untersuchungen zu schaffen. Zur Nachbildung bezüglich der Dichte und der Kompressionsstärke eines osteoporotischen Femurknochens diente ein Polyurethanschaum mit einer Kompressionsstärke von 3,3 MPa und einer Dichte von 0,192 g/cm3 (ASTM F 1839-97) als Knochenersatzmaterial. Dieses stellt einen osteoporotischen Zustand des zu untersuchenden Oberschenkelfragmentes dar (Dichtegrad 12 lbm/ft3). Für die biomechanische Testung des Migrationsverhaltens von Schenkelhals- Schrauben mit und ohne Biopolymeraugmentation wurde das Trochanternagelsystem (TGN, Fa. STRYKER) verwendet. Bei der ersten Versuchsreihe (A) erfolgte die Testung in der üblichen ImpTechnik, bei der zweiten (B) erfolgte nach Vorbohrung die Injection von schnellhärtendem synthetischem Knochenersatz (Polymer mit Glaskeramikpartikeln, Corthoss, Fa. Orthovita), nach Aushärtung (4 min.) dann die Testung. Alle Versuchsreihen verliefen im Rahmen eines statischen Stufenbelastungstests. Jeder Versuchsreihe beinhaltete 5 Versuche, die Ergebnisse wurden statistisch gemittelt.

Ergebnisse: Das Migrationsverhalten der Schenkelhalsschraube im Polyurethanschaum ließ sich nach statischer Belastung als Kurve der Gesamtstrecke in mm gegen die axial applizierte Last in N darstellen. Im Verlauf der Testung erreichten die Implantate unter Steigerung der Last in Stufen zu 50N einen kritischen Übergang von der stabilen Lage in eine instabile Lage. Diese instabile Lage wurde durch eine beschleunigte Migrationsgeschwindigkeit in mm, sowie einem überproportional progredient abfallenden Kurvenverlauf des Migrationsweges gekennzeichnet (Versagenspunkt). Die applizierte Last nicht augmentierter Implantation betrug im Mittel 1431N, durch Augmentation behandelt (B) ergab sich ein Mittelwert von 1987N. Der Unterschied war statistisch signifikant.

Diskussion: Durch eine Augmentation mit einem schnellhärtenden Knochenersatzstoff aus Polymer mit keramischen Anteilen lässt sich der Versagenspunkt bei axialer Stauchung am osteoporotischen Modell signifikant steigern. Wir gehen davon aus das sich die Rate an Versagensfällen im Sinne eines Cut-out deutlich senken lässt.