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Fragestellung: Minimal invasive perkutane Zementaugmentationen bei Wirbelkörperkompressionsfrakturen haben sich in den letzten 10 Jahren als effektive Verfahren etabliert. Seit Anfang 2009 sind neue Kyphoplastie Systeme auf dem Markt, mit hoch viskösen Füllmaterialien. Ziel unserer biomechanischen Studie war es nach kontrollierter Frakturierung des mittleren Wirbelkörpers (L3) in einem 3 Segment Bewegungsmodell, die Stabilität mit verschiedenen Füllmaterialien bei einer dynamischen Belastung von humanen Wirbelkörper Kadavern mit einer DYNA- MESS Prüfmaschine zu testen.

Methodik: 16 frische unfixierte humane Wirbelkörper LWK2 bis LWK4 wurden explantiert mit einem Durchschnittsalter von 58,2 Jahren. Es wurden 3 Gruppen zu je 5 WK-Kadavern gebildet (PMMA, RF- Kyphoplastie, und unbehandelte Kontrolle). Von allen Kadavern wurde ein Q-CT durchgeführt (durchschnittlicher T-Wert von -1,94) um eine entsprechende statistische Normalverteilung in den verschiedenen Gruppen auf Basis der Knochendichte durchzuführen. LWK 2 und 4 mussten vorher mit einer Vertebroplastie stabilisiert werden, damit in allen Gruppen eine kontrollierte Frakturierung von LWK3 mit 22% der Vorderkante erreicht werden konnte. Die Zementapplikation erfolgte in der PMMA und RF- Kyphoplastie Gruppe mit 20% des Wirbelkörpervolumens von L3. Danach wurde eine dynamische Belastung jeweils 2000 Zyklen mit 1250, 1750, 2250, 2750 und 3000N durchgeführt.

Ergebnisse: Insgesamt konnten alle 16 WK- Kadaver ausgewertet werden. Durchschnittlich konnte bei Bruchkraft von 5100N (4400-5800) eine kontrollierte Fraktur von LWK3 erreicht werden. Aus den Belastungs-Deformationskurven, wurde die Steifigkeit errechnet. In der RF-Kyphoplastie Gruppe wurde nach der zweiten dyamischen Belastung mit 1744 N/mm die höchste Steifigkeit im Vergleich zur 1459 N/mm (PMMA) und 1111 N/mm (Kontrolle) festgestellt. Die Präparate, die mit RF- Kyphoplastie stabilisiert wurden, erreichten bei einer durchschnittlichen Kraft von 2247 N und bei einer durchschnittlichen Zykluszahl von 5319 die Weggrenze und zeigten damit eine signifikant (p<0,05) höhere Stabilität als die PMMA- (1457N) und die Kontroll- Gruppe (1240N). Vergleicht man die durchschnittliche Zunahme der Wegstrecken in den Laststufen zwischen nativ und nach Zementierung, nimmt diese von der RF- Kyphoplastie (3,8mm)), über PMMA (5,0mm) bis zur Kontrolle (6,5mm) zu deutlich zu.

Schlussfolgerung: Aufgrund der engeren Knochen-Zement Verzahnung des ultra- hochviskösen Zementes der RF- Kyphoplastie Gruppe im Vergleich zum normalen PMMA Vertebroplastie, konnte eine signifikant höhere und belastungsstabilere Festigkeit in unseren biomechanischen Versuchen festgestellt werden. Durch die geringere Zerstörung der Trabekelstruktur des Knochens und dem engen Knochen- Zementinterface, ist möglicherweise ein besseres Einwachsen des Radiofrequenz- Zementes in den Knochen und damit Wiederherstellung der natürlichen Biomechanik der Wirbelsäule möglich.