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Vergleichende biomechanische Untersuchung zur Rotationsstabilität verschiedener Verriegelungsmarknagelsysteme sowie additiver 4 Loch LCP Plattenosteoynthese der Tibia am 3rd. Generation Sawbone
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Autoren
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K. Fischer
- BG Kliniken Bergmannsheil Universitätsklinik, Chirurgische Klinik und Poliklinik, Bochum, Germany
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K.F. Hopf
- Ubbo-Emmius Klinik, Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Aurich, Germany
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T.A. Schildhauer
- BG Kliniken Bergmannsheil Universitätsklinik, Chirurgische Klinik und Poliklinik, Bochum, Germany
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W. Plitz
- Ludwig-Maximilians-Universität, Klinikum Großhadern, Labor für Biomechanik und Experiment. Orthopädie, München, Germany
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G. Muhr
- BG Kliniken Bergmannsheil Universitätsklinik, Chirurgische Klinik und Poliklinik, Bochum, Germany
| Veröffentlicht: | 9. Oktober 2007 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Zyklische Belastungsuntersuchungen (axial, 3Punkt/4Punkt Biegeversuche) wurden mehrfach durchgeführt. Keine Untersuchung hat sich mit der Rotationsstabilität der Marknägel beschäftigt. Ziel dieser Studie war es die Relevanz der Rotationsstabilität und mögliche Einflussparameter darzulegen mit entsprechender klinischer Konsequenz.
Methodik: Folgende Titan-Tibianagelsysteme in 2 verschiedenen Durchmessern (Ø8mm/Ø10mm) wurden getestet:
Expert Tibianagel 375mm Länge,
UTN 380mm Länge,
(bd. Nagelsysteme Fa. Synthes);
Targon Tibianagel 375mm Länge,
(Fa. Aesculap);
TriGen Tibianagel 380mm Länge,
(Fa. Smith&Nephew).
Die Nägel wurden in die Tibia Sawbones eingebracht (3rd. Generation, Fa. Sawbone). 8cm oberhalb der distalen Tibiagelenkfläche wurde mit einer Gigglisäge eine Defektfraktur mit einem horizontalen Spalt von 2mm gesetzt. In Vorversuchen (uninstrumentierter Sawbone/mit UTN versorgter Sawbone) wurde die Test- und Messvorrichtung erprobt und geeicht. Die Sawbones wurden in Formen proximal und distal in PMMA eingegossen und in eine Materialprüfmaschine Zwick Z010 eingespannt. An der distalen Eingussform wurde eine Wägemeßzelle, sowie ein Hebelarm zur Einleitung der Rotationskraft und eine Druckmeßschraube angebracht. Die Einleitung der Kraft erfolgte über die Druckmeßschraube im Uhrzeiger- und Gegenuhrzeigersinn. Es wurden jeweils 3 Belastungszyklen durchgeführt. Bei gleicher proximaler Verriegelung wurde jeder Nagel mit additiver 4 Loch LCP Platte (mit 4 Schrauben) und absteigender distaler Verriegelungsbolzenzahl (Konfiguration PS123: Platte und 3 Bolzen, S123: 3 Bolzen, S23: 2 Bolzen, S3: 1 Bolzen) getestet. Jeder Nagel wurde für jede Konfiguration mit ansteigender axialer Belastung von 10N, 100N, 500N und 1000N gemessen. Zwischen den Zyklen wurde eine axiale Vorlast von 5N eingeleitet. Alle Parameter wurden in standardisierten Protokollen handschriftlich und EDV-mäßig festgehalten. Die statistische Auswertung erfolgte mit den Programmen SPSS und Prisma.
Ergebnisse: Im direkten Vergleich zeigen die 8mm Ø Marknägel eine signifikante Rotationsinstabilität gegenüber den 10mm Ø Marknägeln. Innerhalb der beiden Gruppen zeigt sich die Rotationsstabilität direkt abhängig von der Anzahl der Verriegelungsbolzen. Durch die axiale Lastaufnahme kommt es bei allen Nägeln zu einem signifikanten Anstieg des Steifigkeitskoeffizienten und zu einer Zunahme der Rotationsstabilität. Die 4 Loch LCP Platte führt zu einer signifikanten Steigerung der Steifigkeit und Rotationsstabilität.
Schlussfolgerung: Bei Verwendung eines Marknagelsystems kann die Stabilität durch Wahl des größtmöglichen Durchmessers und maximal mögliche Anzahl der distalen Verriegelungsbolzen entscheidend beeinflußt werden. Die Steigerung der axialen Belastung führt ebenfalls zu einer Steifigkeitszunahme. Die additive Plattenosteosynthese führt zusätzlich zu einer signifikanten Stabilitätsverbesserung (4 Loch LCP) und stellt eine minimal-invasive Lösung dar.
