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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

23.10. - 26.10.2012, Berlin

Biomechanische Bewertung von Pedikelschrauben und Augmentationstechniken in osteoporotischem Knochen – Ist der reine Pull-out noch adäquat?

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Martin Schulze - Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany
  • René Hartensuer - Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany
  • Dominic Gehweiler - Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany
  • Carmen Mangel - Jade Hochschule, Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth, Wilhelmshaven, Germany
  • Michael J. Raschke - Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany
  • Thomas Vordemvenne - Universitätsklinikum Münster, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Münster, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012). Berlin, 23.-26.10.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. DocWI44-223

DOI: 10.3205/12dkou238, URN: urn:nbn:de:0183-12dkou2380

Veröffentlicht: 2. Oktober 2012

© 2012 Schulze et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Die Qualität der Implantat-Knochen-Verankerung hängt entscheidend von der Stabilität der Verbindung ab. In osteoporotischem Knochen ist diese verringert. Zur Erhöhung der Stabilität bei schlechter Knochenqualität kann eine Augmentation erfolgen. Die Bewertung unterschiedlicher Augmentationsverfahren und Schraubendesigns erfolgt bisher in vitro meist mittels Pull-out, ohne Berücksichtigung physiologischer Lasten. In Anlehnung an die Prüfnorm ASTM F1717-4 ein Korpektomiemodell entwickelt, welches durch zyklische Belastung die Bewertung der Verankerung von Pedikelschrauben in osteoporotischem Knochen ermöglicht (Abbildung 1 [Abb. 1]).

Pedikelschrauben mit und ohne Augmentation wurden in humanen osteoporotischen Wirbeln getestet und so dem reinen Pull-out gegenübergestellt.

Methodik: Für die Studie wurden 24 humane Lendenwirbelkörper (L1-4) mit einem T-Score von -2,80±0,84 verwendet. Das Durchschnittsalter betrug 77±10,2 Jahre. Vor der Instrumentierung wurden die Pedikelhöhe/-weite bestimmt. Die Pedikelschrauben (6x45 mm, ParadigmSpine) wurden unter BV-kontrolle eingebracht und in vier Gruppen unterteilt. Zwei davon wurden mit Knochenzement augmentiert, so dass für den reinen Pull-out (P) und das Korpektomiemodell (K) eine augmentierte (a) und eine nicht augmentierte (n) Gruppe mit je sechs Wirbeln vorhanden war. Die Belastung im Korpektomiemodell erfolgte mit 1,83Hz in 60.000 Zyklen unter einer Last von 166N (Vorlast 100 N). Im Anschluss folgte ein Pull-out. Zur Quantifizierung der Auslockerungsmechanismen während der zyklischen Belastung wurden die Schraubenachsbewegungen optisch erfasst und die Art der Bewegung bestimmt. Die Versagenslast beider Methoden wurde statistisch ausgewertet (Mann Whitney U-Test p=0,05) und Korrelationen zu morphologischen Parametern und T-Score nach Spearman bestimmt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Unter zyklischer Belastung wurde für die nativ eingebrachten Schrauben eine deutliche Auslockerung an Schraubenkopf/-spitze ermittelt (Tabelle 1 [Tab. 1]). In der Gruppe der augmentierten Schrauben war diese signifikant geringer (p<0,01). Die Versagenslast dieser Gruppen zeigte gegenüber dem reinen Pull-out keinen signifikanten Unterschied. Die Ausreißkräfte der zyklisch belasteten Gruppen korrelierten besonders mit dem T-Score (Tabelle 2 [Tab. 2]). In der Gruppe augmentierter Schrauben korrelierte die Pedikelhöhe mit dem Lockerungsverhalten.

Für die nicht augmentierten/augmentierten Schrauben wurde ein Drehpunkt nahe des Schraubenkopfes/der Schraubenspitze beobachtet.

Zur umfassenden Bewertung einer Implantat-Knochen-Verankerung zeigte die entwickelte Methode eine deutliche Überlegenheit gegenüber dem reinen Pull-out.