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Fragestellung: Wirbelkörperfrakturen stellen die häufigste klinische Manifestation der Osteoporose dar. Bei Vorliegen von instabilen sowie sekundär kyphosierten Frakturen ist die dorsale Instrumentation oft die Therapie der Wahl. Aufgrund schlechter Knochenqualität kann die Verankerung der Pedikelschrauben im Wirbelkörper schwierig sein. Schraubenlockerungen sind die häufigste Versagensursache dorsaler Instrumentationen.

Um diese Problematik zu adressieren kann die Instrumentationsstrecke verlängert werden, um eine stabilere Versorgung zu gewährleisten oder die Pedikelschrauben mittels Knochenzement augmentiert werden, um einen besseren Halt im osteoporotischen Wirbelkörper zu erzielen.

Welches der beiden Verfahren dem jeweils anderen in Bezug auf seine Belastungsstabilität überlegen ist, konnte bisher noch nicht gezeigt werden.

Ziel dieser Studie war es, den Effekt der Zementaugmentation von Pedikelschrauben mit dem Effekt der Verlängerung Instrumentationsstrecke bezüglich der Belastungsstabilität biomechanisch zu vergleichen.

Methodik: Es wurden 12 humane Wirbelsäulen (Th11 bis L3, 76 J) in die Studie eingeschlossen und anhand der Knochendichte (qCT) in zwei Gruppen randomisiert. In Gruppe I wurde jeweils ein Wirbelkörper (TH12 / L2) und in Gruppe II wurden jeweils zwei Wirbelkörper (TH11,12 / L2,3) über und unter einer fiktiven Fraktur (L1) instrumentiert und getestet. Die Präparate wurden jeweils auf einer Seite mittels konventionellen Pedikelschrauben (O) und auf der anderen Seite mit augmentierten Schrauben (Z) instrumentiert. Es erfolgte eine sinusförmige Dauerbelastung mit einer Amplitude zwischen 50N und 100N bei einer Frequenz von 0,5Hz mit einer Laststeigerung um 0,1N pro Sekunde. Die Belastung erfolgte bis zum Versagen der Pedikelschrauben, welches als eine Dislokation von >20mm definiert wurde. Anschließend erfolgte ein CT der Präparate sowie eine Messung des Ausdrehmoments der einzelnen Schrauben.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Es zeigte sich eine signifikant größere Anzahl von überstandenen Zyklen sowie eine signifikant größere Kraft bis zum Versagen in der Gruppe der längeren Instrumentation ohne Augmentation (IIO) verglichen mit der kurzen, augmentierten Instrumentation (IZ) (IIO 6752 Zyklen, 395N vs. IZ 3979 Zyklen, 260N; p<0,001). Im direkten Vergleich zeigte sich ein signifikanter Unterschied zwischen den augmentierten und den nicht augmentierten Schrauben bei der kurzen Instrumentation (IO 3171 vs. IZ 3979 p=0,013). Im Vergleich aller Gruppen zeigte sich hier lediglich ein Trend zur erhöhten Stabilität nach Augmentation (p=0,067).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Augmentation von Pedikelschrauben bei kurzer Instrumentation sinnvoll erscheint (Zyklen + 25%), die Verlängerung der Instrumentationsstrecke ohne Augmentation jedoch einen deutlich größeren Stabilitätsgewinn bringt (Zyklen + 110%) und somit aus biomechanischer Sicht zu bevorzugen ist.