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Die Biomechanik des Fixion PF Nagels zur Versorgung proximaler Femurfrakturen
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Authors
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Bernd Lechert
- Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Biomechanik, Denickestraße 15, 21073, Hamburg, Phone: 040-42878 3253, Fax: 040-42878 2996
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N. Götzen
- Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Biomechanik
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M.M. Morlock
- Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Biomechanik
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J. Stegemann
- AK Altona, Abteilung für Unfall-, Wiederherstellungs- und Handchirurgie
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J.V. Wening
- AK Altona, Abteilung für Unfall-, Wiederherstellungs- und Handchirurgie
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K. Püschel
- Universitäts-Kinikum-Eppendorf, Institut für Rechtsmedizin, Hamburg
| Published: | November 11, 2003 |
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Fragestellung
Die Firma Disc-o-tech bietes auf dem europäischen Markt einen proximalen Femurnagel (Fixion-PF) zur operativen Stabilisierung hüftgelenksnaher Frakturen mit einem neuen Verriegelungskonzept an. Unter hohem Druck eingefüllte Kochsalzlösung weitet den Nagel auf wodurch sich seine lamellenartige äußere Struktur im Knochen verklemmt. Ziel der vorliegenden Untersuchung war die biomechanische Prüfung der Rotationsstabilität dieser neuartigen Verankerungsmethode im Vergleich zu klassisch verriegeltem Nagel (Gamma-Nagel, Howmedica).
Methoden
Statischen und dynamische Tests zur Beurteilung der Rotationsstabilität wurden auf einer MTS Materialprüfmaschine (Bionics 851.2, MTS, Berlin) an Leichenfemora durchgeführt. Für die statische Prüfung wurden 2 Femurpaare mit Osteotomien in Analogie zu 31-A3.1 der AO-Klassifikation versehen und jeweils mit dem Fixion-PF-Nagel bzw. mit dem Gamma-Nagel versorgt. Mittels einer dorsal gerichteten Kraft auf den Femurkopf wurde ein Moment um die Nagelachse appliziert und um 1 Nm/sec gesteigert. Der Abbruch der Messung erfolgte bei Versagen des Präparates bzw. beim Erreichen unphysiologischer Bereiche. Gemessen wurden Drehwinkel und aufgebrachtes Moment. Die dynamischen Messungen erfolgten an 31-A2.1 und 31-A3.1 Frakturen mit jeweils drei Femora pro Frakturtyp und Nagel. Auf der Materialprüfmaschine wurden die unterhalb des Nagels mit 10° Flektion und 10° Abduktion eingegossenen Knochen zyklisch mit Axiallasten bis zu 1600 N belastet. Nach 10.000 Zyklen endete die Messung. Die Bewegung der Bruchfragmente gegeneinander wurde mit Hilfe des Vicon-Bewegungsanalysesystems (Oxford Metrics) bestimmt.
Ergebnisse
Gamma- und Fixion-PF-Nagel zeigten bei den statischen Messungen bis etwa 15 Nm gleiches Rotationsausmaß. Bei höheren Momenten zeigte der Fixion-Nagel eine fast doppelt so hohe Zunahme der Verformung, jedoch - im Gegensatz zum Gamma-Nagel - keine Schaftbrüche, die bei 30 bzw. 50 Nm an der Verriegelungsschraube auftraten. Bei der dynamischen Testung tratt beim Fixion-Nagel bei drei von sechs Versuchen ein Versagen des Schenkelhalsbolzens auf. Ähnlicher Versagensfälle im Rahmen der parallel laufenden klinischen Studie führte zum Einstellen des Vertriebs des Implantates durch den Hersteller. Bei der Wiederholung der biomechanischen Messungen mit einer verbesserten Version trat kein Materialversagen mehr auf, allerdings kam es bei allen Untersuchungen an 31-A2.1 Frakturen zu einer Rotation des Kopffragmentes um den Schenkelhalsbolzen.
Schlussfolgerungen
Die Rotationsstabilität des Fixion-PF-Nagels im Femurschaft ist ausreichend und im Bereich der physiologisch auftretenden Momente (< 20 Nm) der des Gamma-Nagels ebenbürtig. Ein Implantatversagen bei der verstärkten Version des Fixion-PF-Nagels ist nicht zu erwarten. Beim Einsatz für Frakturen, bei denen eine Rotation des Kopffragmentes um den Schenkelhalsbolzen möglich ist, sollte der Antirotationspin benutzt werden.
