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Fragestellung: Die Knochenfestigkeit kann als relevanter Parameter für die Stabilität der Osteosynthese betrachtet werden. Knochenfestigkeit hängt sowohl von der Dichte wie auch von der Qualität des Knochens ab. Bei Osteoporose sind diese Parameter negativ verändert. Vor allem im Wirbelknochen kann es aufgrund veränderter biomechanischen Voraussetzungen zu Schrauben Migration oder gar „Cut-Out“ kommen. Entsprechende Massnahmen wie beispielsweise zusätzliche Augmentation könnten das Behandlungsresultat positiv beeinflussen. In vorangegangenen Arbeiten unserer Gruppe ist über intraoperative Drehmomentmessung im proximalen Femur als Methode für die Quantifizierung der Knochenfestigkeit berichtet worden. Dabei konnte gezeigt werden, dass ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Drehmoment einer Messsonde und der mechanischen Kompetenz spongiösen Knochens besteht. Die entsprechende Methode ist in dieser Arbeit am Wirbel bei transpedikulärer Instrumentierung untersucht worden.

Methodik: Für die Bestimmung der geeigneten Messmethode sind zwei ausgewählte mechanische Messverfahren an 10 humanen, lumbalen Wirbel evaluiert worden. Anlehnend an die Operationstechnik für die Pedikelverschraubung von Synthes Inc. mittels USS-II Schrauben sind der mechanische Widerstand je einer Messsonde für das Eindrücken sowie für das Verdrehen um die eigene Achse (Drehmoment) untersucht worden. Bei beiden Verfahren ist weniger Knochenmaterial zerstört worden, als ohnehin durch das Setzen der Pedikelschrauben zerstört wird. Die danach instrumentierten Wirbel sind mittels eines zyklischen Messprotokolls mechanisch belastet und somit die Haltefestigkeit der Pedikelschrauben im Knochen bestimmt worden. Die erhaltenen Werte sind mit Knochendichtewerte (BMD), bestimmt mittels qCT, verglichen worden.

Ergebnisse: Es konnte eine signifikante Korrelation zwischen den beiden Messmethoden nachgewiesen werden (r=0.931, P0.001). Die Korrelation zwischen dem Eindrückwiderstand und der entsprechenden BMD im Wirbelkörper betrug 0.929 (P0.001). Aufgrund Veränderungen am Testprotokoll konnten lediglich 6 Wirbel für die biomechanischen Testungen verwendet werden. Die Evaluation des Eindrückwiderstandes und dem mechanischen Versagen der Instrumentierung zeigte eine signifikante Korrelation zwischen diesen zwei Parameter (r=0.968, P0.001). Zwischen dem BMD im Wirbelkörper und dem mechanischen Versagen der Verschraubung konnte ebenfalls ein signifikanter Zusammenhang nachgewiesen werden (r=0.827, P=0.042).

Schlussfolgerungen: Es konnte gezeigt werden, dass beide gewählten intraoperativen Verfahren für die Evaluierung der Knochenfestigkeit geeignet scheinen. Die Haltekraft der Pedikelschrauben hängt direkt mit dem Einstosswiderstand respektive des Drehmomentes einer Messsonde am Ort der späteren Implantatlage zusammen. Der Zusammenhang zwischen dem BMD im Wirbelkörper und dem Versagen der Instrumentierung konnte ebenfalls deutlich nachgewiesen werden.