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Fragestellung: Die Fraktur der Patella, darunter die Querfraktur als häufigste Form, bedarf aufgrund der resultierenden funktionellen Insuffizienz des Kniestreckapparates der operativen Versorgung. Den international etablierten Verfahren der Zuggurtungsosteosynthese und der Schraubenosteosynthese wird in dieser biomechanischen Arbeit eine perkutane Feingewindeschraubenosteosynthese (FFS) gegenübergestellt. Es sollte geprüft werden, inwiefern sich die Primärstabilität dieser drei Osteosyntheseverfahren unter monozyklischen und polyzyklischen Belastungssimulationen unterscheidet.

Methodik: Die biomechanischen Untersuchungen erfolgten an 96 frischen Kalbskniescheiben, an welchen durch eine standardisierte, zentrale Osteotomie eine Patellaquerfraktur simuliert wurde. In drei Untersuchungsgruppen erfolgte die osteosynthetische Versorgung entweder durch zwei longitudinal eingebrachte 1,8 mm K-Drähte mit ventral angelegter Drahtcerclage (Zuggurtung), durch zwei longitudinal eingebrachte 4,5 mm Malleolarschrauben (Schraube), oder durch drei von proximal nach distal ohne Vorbohren eingebrachte 55 mm lange Feingewindeschrauben (FFS). Über transversal in die Kniescheibe eingebrachte Verankerungsbolzen erfolgte in einer Materialprüfmaschine an jeweils acht Präparaten über eine Femurrolle die monozyklische Belastung bei einem Zugvektor von 0° oder 45°. In einem polyzyklischen Prüfmodus wurden jeweils 8 Proben axial oder im 45°-Winkel für 30 Zyklen zwischen 20 und 300 N belastet. Die bis zum Auftreten einer Verformung von 3 mm benötigte Kraft wurde bestimmt und die lineare Steifigkeit abgeleitet. Die unter der polyzyklischen Testung aufgetretene residuelle Verformung des Osteosynthesekonstruktes wurde bestimmt. Die Messdaten wurden durch eine Varianzanalyse (ANOVA) und dem Scheffé post-hoc Verfahren statistisch ausgewertet.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Bei axialer Belastung wurden mittlere Zuglasten von 665,8±167,58 N (Zuggurtung), 723,4±84,14 N (Schraube) und 612,4±123,5 N (FFS) registriert. Die zu einer maximal tolerierten Verformung von 3 mm benötigten Lasteinträge unterschieden sich in der monozyklischen Testung bei 0° und 45° zwischen den Gruppen nicht signifikant. Die bei 45° ermittelten Kräfte erwiesen sich signifikant geringer als bei axialer Belastung. Die lineare Steifigkeit der geprüften Verfahren unterschied sich nicht signifikant. Unter polyzyklischer Belastung bei 45° wies die Zuggurtung im Vergleich zur Schrauben- und FFS-Osteosynthese eine signifikant höhere residuelle Verformung von im Mittel 1,99±0,89 mm auf. Die vorliegende Studie konnte zeigen, dass sich die Primärstabilität der geprüften Osteosyntheseverfahren unter monozyklischer Belastung nicht signifikant unterschied, während die Zuggurtungsosteoysnthese unter polyzyklischer Belastung die geringste Stabilität aufwies. Für die Osteosynthese der Patellaquerfraktur kann daher neben der etablierten Schraubenosteosynthese alternativ das perkutan und ohne Vorbohrung eingebrachte Feingewindeschraubensystem (FFS) verwendet werden.