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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2015)

20.10. - 23.10.2015, Berlin

Untersuchung eines winkelstabilen und polyaxialen Humerusnagels in einem Humerusprüfstand mit muskulärer physiologischer Krafteinleitung

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Maximilian Wanzl - TU München, Klinikum rechts der Isar, Sportorthopädie, München, Germany
  • Bruno Schmid - ZHAW Zürcher Hochschule, f. Angewandte Wissenschaften, School of Engineering - Biomechanical Engineering, Winterthur, Germany
  • Ulrich Schreiber - Hochschule München, München, Germany
  • Andreas Lenich - TU München, Klinikum rechts der Isar, Sportorthopädie, München, Germany
  • Daniel Baumgartner - ZHAW Zürcher Hochschule, f. Angewandte Wissenschaften, School of Engineering - Biomechanical Engineering, Winterthur, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2015). Berlin, 20.-23.10.2015. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2015. DocPO18-1410

doi: 10.3205/15dkou654, urn:nbn:de:0183-15dkou6542

Veröffentlicht: 5. Oktober 2015

© 2015 Wanzl et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Derzeitige Standardimplantatsysteme und polyaxiale Platten bieten eine winkelstabile Implantat - Schraubenkonfiguration. Dies ermöglicht eine interfragementäre Stabilität und unterstützt somit die Knochenheilung. Ziel dieser Studie war die Winkelstabilität eines neuartigen polyaxialen Humerusnagels in einem etablierten Humerusprüfstands nachzuweisen.

Methodik: Zur Simulation der in vivo auftretenden Schulterkräfte kam ein dynamischer Prüfstand (Baumgartner et al. 2014) zum Einsatz. Dabei ist der Humerus frei beweglich artikuliert im Glenoid und wird durch die folgenden simulierten Muskeln stabilisiert: Supraspinatus, Deltoidius, Latissimus, Pectoralis und die Rotatorenmanschette. Durch die Umsetzung der anatomisch vorgegebenen Muskelansätze wurde ein über den Bewegungsumfang physiologischer Krafteintrag hergestellt. Die Scapula rotiert aktiv mit und trägt 1/3 zum Humerus-Adduktions- bzw. Abduktionswinkel bei. Die Sollwert-Vorgabe für das Kräfteverhältnis von Supraspinatus und Deltoideus über den Bewegungsumfang von 0°-55° betrug 1/1. Die Kraftübertragung wird durch Seilzüge und Elektro-Aktuatoren (Maxon Motor, Schweiz) realisiert. Das Gesamtgewicht wurde mit 3,5 kg und Hängegewichten simuliert. Als Humerusmodell diente ein Kunststoffknochen „Foam Cortical Shell“ #1013 und „Humerus 4th Generation Composite Bone“ der Fa. Sawbones. Die Humeri wurden mit einer standardisierten Dreikörperfraktur versehen. Die Implantation des neuartigen polyaxialen Humerusnagels wurde durch einen erfahrenen Unfallchirurgen durchgeführt. Zur quantitativen Beurteilung der interfragmentären Translation zwischen Humerusschaft und Tuberculum Majus wurden an drei Messpunkten dorsal, lateral und ventral nach den Belastungszyklen 1, 2, 3, 5, 10, 20, 50, 100 und 150 der relative Abstand vermessen. Als Abbruchkriterium wurde ein Durchschneiden der Schrauben, eine Dislokation der Fragmente von >5 mm und der Bruch der einzelnen Fragmente sowie das Erreichen von 150 Lastzyklen vorgegeben.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Mit Hilfe dieses Prüfaufbaus ist es möglich die Primärstabilität von Implantaten am Schultergelenk physiologienah und über ganze Bewegungszyklen hinweg zu vermessen. Durch die zyklische Belastung konnte an beiden Humerusmodellen keine implantatbedingte Veränderung bezüglich Rotation oder Translokation zwischen Tuberculum Majus und Humerusschaft detektiert werden.