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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

Biomechanische Vorteile winkelvariabler Endplatten am Wirbelkörperersatzimplantat Hydrolift

Meeting Abstract

  • R. Penzkofer - BG Unfallklinik Murnau, Institut für Biomechanik, Murnau, Germany
  • S. Hofberger - BG Unfallklinik Murnau, Institut für Biomechanik, Murnau, Germany
  • U. Spiegl - BG Unfallklinik Murnau, Chirurgie, Murnau, Germany
  • O. Gonschorek - BG Unfallklinik Murnau, Chirurgie, Murnau, Germany
  • P. Augat - BG Unfallklinik Murnau, Institut für Biomechanik, Murnau, 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. DocWI55-443

DOI: 10.3205/10dkou465, URN: urn:nbn:de:0183-10dkou4657

Published: October 21, 2010

© 2010 Penzkofer et al.
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Fragestellung: Die ventrale Versorgung der thorako-lumbalen Wirbelsäule mit Wirbelkörperersatzimplantaten bei Kompressionsfrakturen durch Trauma, Infektion oder Tumor hat sich in den letzten Jahren als ein Standardverfahren etabliert und reduziert das Risiko einer Sekundärdislokation. Titanimplantate heutiger Generation weisen Endplatten mit unterschiedlichen Flächen und Winkeln auf. Diese Systeme werden minimalinvasiv eingebracht und dann im Körper durch untersch. Mechanismen extrahiert. Probleme ergeben sich aufgrund geringer Kontaktflächen zwischen Implantat und Wirbelkörper, verursacht durch die Winkelfehlstellung zwischen starrer Endplatte und der Wirbeldeckplatte.

Ziel war es den mechanischen Vorteil der stufenlos winkelvariablen Endplatten des Hydrolift (Fa. Aesculap) gegenüber Systemen mit starren Endplatten zu ermitteln.

Methodik: Die Studie gliederte sich in zwei Teile: Zum einen wurden die mech. Eigenschaften von vier Implantatsystemen (Hydrolift, Synex II, Obelisc und V-Lift) an Knochenersatzwerkstoffen bei zwei Winkelstellungen (0° vs. 3°) verglichen. Zum anderen wurde das biomech. Verhalten von drei Implantatsystemen (Hydrolift, Synex II, Obelisc) an thorakalen und lumbalen humanen Kadaverwirbelkörpern untersucht. Dazu wurden mit einem dafür entworfenen Testaufbau statische Druckversuche in cranio-caudaler Richtung durchgeführt in denen die Einbruchkraft, die Systemsteifigkeit und das Sinterverhalten ermittelt wurden. Mittels eines Mikrocomputertomographen (Scanco,μCT80) wurde die Knochendichte (BMD), die Deckplattendicke und die Deckplattenfläche der Wirbelkörper erfasst.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Während bei optimaler Endplattenauflage (0°) die höchste Versagenslast (4500 N) und Steifigkeit (4000 N/mm) von V-Lift und Obelisc erreicht wurden, zeigten die winkelvariablen Endplatten des Hydrolift deutliche Vorteile bei nicht optimalen Kontakt (3°) zwischen Endplatte und Wirbeldeckfläche. Bei den Kadaverversuchen konnte eine eindeutige Korrelation zwischen BMD und Versagenslast bzw. Systemsteifigkeit festgestellt werden, während die Deckplattendicke damit nicht in Zusammenhang stand. Zudem wies die Grundplatte um 13% höhere Einbruchkräfte auf als die Deckplatte. Tendenziell zeigte auch hier der Hydrolift Vorteile bzgl. Steifigkeit (1512±857N/mm) und Versagenslast (1817±991N). Ein statistisch signifikanter Unterschied konnte nicht gefunden werden.

Generell erfüllen alle getesteten Systeme die an sie gestellten mech. Anforderungen. Die stufenlose Anpassung der Endplatten beim Hydrolift erweist sich in Bezug auf die gemessenen Parameter gegenüber den Implantaten mit starrem Winkel als vorteilhaft. Winkelfehler zwischen Implantat und Wirbeloberfläche können somit effizient ausgeglichen werden. Generell spielen beim Einbruchverhalten (Versagenslast) die Endplattengeometrie (anatomisch oder kreisrund) und Größe und auch die Form und Anzahl der Pins eine entscheidende Rolle. Die Deckplattendicke hat im Bereich der beobachteten Variationen keinen Einfluss auf das Versagensverhalten.