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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

26. - 29.10.2010, Berlin

Frakturmanipulation eines robotischen Aktors am Rattenfemur – Grundmodell zur Evaluation systemischer inflammatorischer Antwort auf den Stressfaktor Reposition

Meeting Abstract

  • M. Oszwald - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany
  • R. Westphal - TU Braunschweig, Institut für Robotik und Prozessinformatik, Braunschweig, Germany
  • T. Hüfner - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany
  • F.M. Wahl - TU Braunschweig, Institut für Robotik und Prozessinformatik, Braunschweig, Germany
  • T. Gösling - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany
  • C. Krettek - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 74. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 96. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 51. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 26.-29.10.2010. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2010. DocEF17-606

DOI: 10.3205/10dkou058, URN: urn:nbn:de:0183-10dkou0583

Published: October 21, 2010

© 2010 Oszwald et al.
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Fragestellung: Der polytraumatisierte Patient ist in einem kritischen Zustand. Die Versorgung einer Femurfraktur kann aufgrund der schwierigen Reposition zeitweise zu prolongierten Operationszeiten, hohen lokalen Kräften und damit Sekundärschädigungen der Weichteile und des Organismus führen. Wie ausgprägt die systemische inflammatorische Antwort des Organismus aufgrund repetetiver Repositionsversuche ist, wurde bislang nicht systematisch untersucht und publiziert. Die Durchführung standardisierter repetetiver Bewegungen ist die ideale Domäne einer robotischen Anwendung. Wir haben daher ein Modell entwickelt, die robotische Manipulation des Rattenfemurs zu ermöglichen.

Methodik: Ein Stäubli RX 90c wurde als Aktor eingesetzt. Die Steuerung erfolgte durch manuelle Positionierung und anschließend durch einen Standard PC. Als mechanische Schnittstelle zwischen Ratte und Roboter-Manipulator wurde ein spezieller Fixateur externe entwickelt. Dieser erlaubt zum einen die perkutane minimalinvasive Platzierung und dann robotische Manipulation und zum anderen kann nach erfolgreicher Reposition die definitive Fixierung mittels Querstangen hergestellt werden. Die Pinplazierung wurde mit einem kleinen Bildverstärker aus der Handchirurgie kontrolliert. Der Roboter war in der Lage die Ausgangsposition, z.B. beim unfrakturierten Femur i.S.e. Idealposition, nach einer eingestellten Dislokation wieder aufzusuchen. Um eine prolongierte Reposition zu simulieren, konnte die Dislokation und Reposition beliebig oft repeptetiv durchgeführt werden.

Als Präparate wurden zunächst 8 von sämtlichem Weichteilgewebe exponierte Rattenfemora eingesetzt, um die Durchführbarkeit zu prüfen. Anschließend wurden 22 vollständige Ratten post mortem mit dem Fixateur versorgt, robotisch manipuliert und anschließend geröntgt, dann seziert, um das Ergebnis zu beurteilen.

(Abbildung 1 [Abb. 1])

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Mit dem vorgestellten Modell konnte die Prozedur einer Robotermanipulation des Femurs erfolgreich umgesetzt werden. Die Operationsschritte von der Platzierung der Fixateurpins über die Osteotomie und robotische Manipulation bis hin zur definitiven Fixierung der Endposition mittels Querstangen konnten bei 19 von 22 Ratten (86,4%) problemlos und bei weiteren 2 (9,1%) mit nur geringen Auffälligkeiten durchgeführt werden. Probleme, die zum Abbruch des Versuchs führten, traten nur bei 1 von 22 Ratten (4,5%) auf. Damit steht ein adäquates Tier-Modell zur Verfügung, um die systemisch inflammatorische Immunantworten auf Femurfrakturen und deren Reposition zu analysieren.