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Fragestellung: Intraartikuläre Frakturen mit methaphysärer Trümmerzone am dist. Humerus stellen aufgrund hoher Kräfte im Ellenbogengelenk hohe Anforderungen an die osteosynthetische Versorgung. Osteosynthesesysteme bieten eine Vielzahl von Versorgungsvarianten bzgl. Plattenposition, Schraubendurchmesser und -position innerhalb eines Systems.

Ziel dieser Studie war es 5 Versorgungsvarianten eines Systems bzgl. ihrer mechanischen Stabilität zu vergleichen.

Methodik: Als Frakturmodel wurde eine AO C 2.3-Fraktur am Kunstknochen durch zweifache Osteotomie in sagittaler und transversaler Ebene simuliert. Mit dem Variax Elbow System (Stryker) wurden zunächst zwei 90° (lat+post27 und med+post27) und eine 180° (med+lat27) Variante mit 2.7mm Schrauben untersucht (Worst case). Zusätzlich wurden zwei 180° (med+lat35) Varianten mit 3.5mm Schrauben ausgestattet, wobei eine Variante mit einer spaltübergreifenden Schraube (med+lat35S) besetzt wurde (Best case).

Eine physiologische Lastverteilung (Capitulum hum. 60%, Trochlea hum. 40%) konnte durch einen dafür entworfenen Prüfstand realisiert werden. In zwei Testreihen wurde die Systemsteifigkeit (stat.) und die mittlere Ermüdungsgrenze (MFL) (dyn.) ermittelt. Die Versuche wurden unter 75° Flexion sowie 5° Extension durchgeführt und die Relativbewegung der Fragmente erfasst.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Bzgl. Systemsteifigkeit wiesen die Messwerte in Extension durchschn. 5 mal höhere Werte auf als in Flexion. Die höchste Steifigkeit (1358±156N/mm) wurde dabei von der Best case Variante 180° (med+lat35S) erreicht. Weiterhin erreichten sämtliche 180° Varianten durchgehend höhere Werte (Steifigkeit und MFL) als die 90° Varianten (p<0,05). Die höchste MFL von 1676N wurde mit der Variante 180° (med+lat35S) erreicht. Durch die Verwendung von 3.5 mm statt 2.7 mm Schrauben konnte die Systemsteifigkeit um 9% und der MFL Wert um 21% unter Extensionsbelastung gesteigert werden. Durch eine frakturspaltübergreifende Schraube konnte die Steifigkeit erhöht und das Ermüdungsverhalten weiter verbessert werden. Als Versagensmuster unter dynamischer Last traten bei 90° Systemen in erster Linie Ermüdungsbrüche am Implantatsystem in Form von gebrochenen Platten und Schrauben auf. Im Falle der 180° Systeme überwog das Versagen des Knochenersatzmaterials.

Spaltübergreifende Schrauben wirken auf die dist. Fragmente als Drehmomentstütze, was eine Rotation unter Last erheblich einschränkt und somit zu einem sehr guten Langzeitverhalten führt. Allerdings wirkt sich die Verwendung dieser Schraube nachteilig bzgl. der Platzierung in der Diaphyse aus, da eine Kollision mit anderen Schrauben schwer vermieden werden kann. Auch die Verwendung eines größeren Schraubendurchmessers erschwert die Schraubenplatzierung weiter. In vivo treten die höchsten Belastungen am dist. Humerus in Extensionsrichtung auf, welche von einer 180° Variante sowohl in statischer als auch in dynamischer Hinsicht am besten übertragen werden können. Der Grund dafür ist ein optimales Flächenträgheitsmoment der Platten.