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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Unterschiedliche bewegungserhaltende Implantatdesigns haben einen geringeren Einfluss auf die Biomechanik als erwartet

Meeting Abstract

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  • H. Schmidt - Universitätsklinikum Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm, Germany
  • S. Midderhoff - Universitätsklinikum Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm, Germany
  • H.-J. Wilke - Universitätsklinikum Ulm, Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocEF19-1105

DOI: 10.3205/09dkou085, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou0857

Published: October 15, 2009

© 2009 Schmidt et al.
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Fragestellung: Derzeit existiert eine ganze Reihe bewegungserhaltender Bandscheibenimplantate, die sich aufgrund ihres Aufbaus und somit ihrer Funktionalität mehr oder weniger voneinander unterscheiden. Hinsichtlich ihres Bewegungsmusters lassen sich die Implantate in constrained, semi-constrained und unconstrained unterteilen. Es wird vermutet, dass ein unconstraintes und semi-constraintes Implantat das Bewegungsverhalten des intakten Segments besser beschreiben und zu geringeren Facettenbelastungen führen als ein constraintes Implantat. Das Ziel dieser Finite-Elemente (FE) Untersuchung war es, diese Vermutung anhand des Bewegungsumfangs, der Facettenbelastungen und des momentanen Rotationszentrums zu untersuchen.

Methodik: Für drei unterschiedliche Implantate (Slide-Disc mit mobilen Kern =unconstrained, Slide-Disc mit fixen Kern =constrained, SB Charité III =unconstrained) wurde ein FE-Modell erstellt und in ein Modell des lumbalen L4-5-Bewegungssegments von ventral in den Bandscheibenraum eingesetzt. Die Modelle wurden mit einer axialen Vorlast von 1000 N belastet. Anschließend wurden reine Momente von 7,5 Nm in allen drei anatomischen Hauptebenen appliziert. Berechnet wurden der Bewegungsumfang, die resultierenden Kräfte in den artikulierenden Gelenkfacetten und die Rotationszentren.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Hinsichtlich des Bewegungsumfangs kam es zu keinen großen Unterschieden zwischen den einzelnen Implantaten (durchschnittliche Abweichung: 15%). Im Vergleich zum Intaktzustand führten die Implantate zu einer durchschnittlichen Bewegungsabnahme von 20% in Flexion. In axialer Rotation zeigten die Implantate eine sehr gute Übereinstimmung zum Intaktzustand (durchschnittliche Abweichung von 8%). In Extension und Seitneigung führte die Charité zu einem Bewegungsanstieg von durchschnittlich 25%, während die Slide-Disc mit mobilen und fixen Kern nahezu den Intaktzustand repräsentierte.

Die drei Implantate führten im Vergleich zum Intaktzustand zu größeren Facettenkräften: in Flexion (von 0 auf durchschnittlich 100 N) und in axialer Rotation (von 120 auf durchschnittlich 160 N). In Extension (von 75 auf 85 N) und in Seitneigung (von 45 auf 75 N) führte nur die Slide-Disc mit mobilem Kern zu größeren Kräften. Tendenziell erzeugte das "constrained" Design die geringsten Facettenkräfte.

Außer in axialer Rotation führten alle drei Implantate zu Rotationszentren, die nahe an denen des Intaktzustands lagen. In axialer Rotation waren die Slide-Disc mit fixem Kern und die Charité nicht fähig das Intaktverhalten wiederzugeben. Hier zeigte die Slide-Disc mit mobilem Kern eine sehr gute Übereinstimmung.

Jedes Implantat zeigt unter bestimmten Lastapplikation und Auswertparametern Vor- und Nachteile. Es ist daher schwierig zu beurteilen, welches Design zu den besseren biomechanischen Eigenschaften führt. Um in Zukunft Implantate best möglich einzuschätzen, ist es wichtig zu wissen, welche Lastapplikation im Alltag am häufigsten auftreten und welche Auswertparameter die aussagekräftigsten sind.