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Auswirkung der Wirbelkörper-Konservierungsmethode auf die Ausrisskraft von Pedikelschrauben
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Published: | October 18, 2011 |
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Fragestellung: Pedikelschrauben sind das Arbeitspferd der Wirbelsäulenchirurgie. Eine der sehr häufig angewandten Techniken zur Evaluation neuer Schraubendesigns und Implantationsmethoden ist der axiale Aussrisstest am Kadaverwirbelkörper.Um den Einfluss der Kadaverkonservierung auf Ausrisskraft zu überprüfen, führten wir die nachfolgend beschriebene Studie durch.
Methodik: Aus je drei formalin-fixierten bzw. 3 fresh-frozen humanen LWS-Präparaten wurden nach CT- und Dexa-Scan sämtliche Wirbelkörper ausgelöst und von Muskulatur und Weichgewebe befreit. Insgesamt wurden 18 Wirbelkörper, je neun pro Versuchsgruppe (Fresh-frozen/ Formalin), gewonnen. Frakturierte, fraglich metastatisch veränderte und nicht-osteoporotische Wirbelkörper wurden ausgeschlossen. Unter flouroskopischer Kontrolle erfolgte die Implantation der Pedikelschrauben (WSI-Expertise Inject, 6x45 mm, Fa. Peter Brehm, Weisendorf) und die anschliessende Injektion von 3 ml Spineplex (Fa. Stryker, Duisburg) in die rechte Pedikelschraube. Hiernach erfolgte die Einbettung in Knochenzement (Technovit 4004, Fa. Heraeus-Kulzer, Hanau) und der axiale Ausriss in einer Materialtestungsmaschine (ZmartPro, Fa. Zwick Roell, Ulm). Die statistische Auswertung erfolgte mittels dem Student-T Test bei einem Signifikanz-Niveau von 0,05 mittels der Software SPSS 11.0.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die BMD betrug durchschnittlich 0,68 (Fresh-frozen) bzw. 0,66 g/cm3 (Formalin). Bein Eindrehen der Pedikelschrauben kam es bei 2 formalin-fixierten Kadavern zu makroskopisch sichtbaren Frakturen der Pedikelkortikalis Die vollständige Zementinjektion war bei allen fresh-frozen, aber nur bei 3 formalin-fixierten Wirbelkörpern möglich. Eine Zementextravasation fand bei keinem Wirbelkörper. In der Ausrisskraft bestand im Gruppenvergleich für die nicht-augmentierte, linke Pedikelschraube ein eher geringer Unterschied von 367 N (SD±170, Fresh-frozen) zu 424 N (SD±106, Formalin). Im Vergleich der zementaugmentierten rechten Pedikelschraube zeigte sich ein deutlicher, aber nicht signifikanter Unterschied von 960 N (SD±453, Fresh-frozen) vs. 641 N (SD±77, Formalin) (Abbildung 1 [Abb. 1]).
Auch wenn die formalin-fixierten Wirbelkörper besser verfügbar, haltbarer und bei der Bearbeitung angenehmer sind, können sie die Versuchsanordnung mit fresh-frozen Wirbelkörpern nicht ersetzen. Durch die Formalinfixierung ändert sich die biologische Eigenschaft der Knochensubstanz so wesentlich, dass eine Vergleichbarkeit zum normalen Patientenwirbelkörper nicht gegeben ist. Dies zeigt neben der herabgesetzten Auszugskraft, auch das mechanische Versagen beim Eindrehen der Pedikelschrauben und die nicht sicher reproduzierbare Möglichkeit der standadisierten Zementinjektion. Der Goldstandard für die biomechanische Testung von Pedikelschrauben und Implantationsmethoden ist daher der Versuch am fresh-frozen Wirbelkörper.