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Fragestellung: Die retrograde Marknagelung zur tibiotalocalcanearen Fusion ist zunehmend verbreitet, bei osteoporotischer Knochenqualität spielt jedoch die Verankerung eine entscheidende Rolle. Ziel der Studie war der biomechanische Vergleich der Primärstabilität zweier retrograder intramedullärer Nagelsysteme zur tibiocalcanearen Fusion ( A3, Small Bone Innovations, Morrisville, PA, USA; HAN, Synthes, West Chester, PA, USA) im Kadavermodell osteoporotischer Präparate.

Methodik: Verwendet wurden neun Paare humaner Frischpräparate (5 Männer, 4 Frauen) mit einem mittleren Alter von 85.3 Jahren (range, 77 to 95). Zunächst erfolgte in allen Präparaten die Bestimmung der Knochendichte (BMD). Tibia und Fibula wurden bis zu 30cm vom oberen Sprunggelenk und bis zum Chopartgelenk präpariert und der Weichteilmantel bis auf den Syndesmosenkomplex und die Bandstrukturen entfernt.

Biomechanisch getestet wurden 2 Nagelsysteme mit unterschiedlichen Verriegelungsmodi und Nageldesigns (Nagellänge 300mm- A3 und 240mm-HAN, Durchmesser proximal 10mm, winkelstabile Verriegelung calcanear 2Schrauben-HAN, 1 Schraube im Kompressionsmodus A3) mittels einer biaxialen servo-hydraulischen Testmaschine (Instron-8874; Instron, Darmstadt, Germany). In quasi-statischen Tests unter Extension-Flexion, Varus-Valgus und Rotationsbelastung wurde die neutral Zone und das Bewegungsausmaß der Konstrukte bestimmt, nachfolgend unter sukzessiver zyklischer Belastung in Extension und Flexion beginnend mit 125 N für 6x220 Zyklen und mit 250 N für 14x220 Zyklen bis zum Versagen getestet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die durchschnittlichen Knochendichte betrug 67.4 mgHA/ccm und zeigte keine Unterschiede in den beiden Gruppen (t-test, p=.27). Unter zyklischer Belastung zeigte sich ein signifikant kleineres Bewegungsausmaß der HAN-Gruppe mit 7.3±2.6mm im Vergleich zur A3-Gruppe mit 12.3±2.7mm (t-Test, p= 0.27). Das Versagen der Konstrukte wurde beim HAN nach 4571.4±1133.9 Zyklen und nach 2343.8±1194.8 Zyklen beim A3 festgestellt (t-Test, p=.031). Die Knochendichte korrelierte signifikant mit der Anzahl der Zyklen bis zum Versagen in beiden Gruppen (Spearman-Rho, r>.69, p< 0.01).

Das hohe Patientenalter und die geringe Knochendichte der Präparate simuliert eine Stabilisierung bei osteoporotischer Knochenstruktur. Der HAN mit nur einer distalen Krümmung und 2 calcanearen Verriegelungen zeigt eine höhere Primärstabilität (höhere Anzahl an Zyklen bis zum Versagen und geringeres Bewegungsausmaß unter zyklischer Belastung) als der A3 mit zusätzlicher Krümmung dorsal jedoch nur einer Verrieglung calcanear. Beide Nagelsysteme zeigten eine suffiziente Stabilität im Vergleich zu bereits publizierten biomechanischen Daten. Dementsprechend erscheinen beide Systeme geeignet zur retrograden tibiotalocalcanearen Arthrodese auch im osteoporotischen Knochen.