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Fragestellung: Calciumphosphatzement (CPC) stellt eine biologische Alternative zur Augmentation von Osteosynthese dar; Vorteile in Vergleich zum Polymethylmetacrylat (PMMA) sind die isotherme Reaktion, die gute Bioresorbierbarkeit, die vereinfachte Applikation und die bessere Rückzugsmöglichkeit im Falle einer Revisionsoperation. Die statische biomechanische Testung der Schraubenaugmentation zeigte bis jetzt hervorragende Ergebnisse. Ziel der aktuellen Studie ist nun die biomechanische Evaluation im dynamischen Versuchsaufbau am Frakturmodell.

Methodik: Es erfolgte der biomechanische Vergleich augmentierter und nicht augmentierter Osteosynthesen am Schenkelhalsfrakturmodell (n=5 Paare humaner Femora). Die Osteosynthese erfolgte mit dem winkelstabilen Implantat Targon FN (Aesculap) mit jeweils drei Schrauben im Femurkopf. Für die Augmentation mit 1ml CPC pro Schraube wurden vom Hersteller Prototypen mit seitlicher Öffnung im Gewindeteil entwickelt. Nach Implantation und Aushärtung des CPC erfolgte die dynamische axiale Belastung der Konstrukte (servohydraulische Prüfmaschine Amsler 10, Zwick&Roell) gemäß eines Protokolls mit progredienter Belastungssteigerung (Fmax 500-2100N) bis zur Entwicklung eines cut out. Zusätzlich erfolgten während der Belastung die ultraschallbasierte dreidimensionale Dokumentation der Dislokation im Osteotomiebereich (CMS 20, Zebris) sowie die kontinuierliche Aufzeichnung der Deformation der Proben mit der Software der Prüfmaschine (TestExpertR, Zwick&Roell).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die augmentierten Konstrukte zeigten in Vergleich zu den nicht augmentierten eine höhere Anzahl der Zyklen bis zum Versagen (114.000 vs. 84.000 Zyklen, p=0,437). Die Anzahl der Wechsellasten bis zur 5mm-Deformität der Konstrukte war bei den augmentierten Implantaten ebenfalls deutlich höher, jedoch nicht signifikant (80.000 vs. 59.000 Zyklen, p=0,243). Exemplarisch zeigte sich nach 40.000 Wechsellasten eine durchschnittliche Deformation der Konstrukte von 1,9mm vs. 3,3mm zu Gunsten der augmentierten Gruppe; die Differenz war jedoch nicht signifikant (p=0,246). Auch die ultraschallbasierte Messung der Dislokation des medialen zum lateralen Fragment zeigte zwar eine Überlegenheit der augmentierten Konstrukte, der Unterschied erreichte allerdings zu keinem Messpunkt eine statistische Signifikanz.

Die vorliegende biomechanische Studie zeigte eine Tendenz zur Steigerung der Stabilität am Implantat-Knochen-Interface nach Augmentation mit CPC im Frakturmodell. Durch technische Optimierung der Applikation kann die Zementverteilung verbessert werden, was auch zu signifikanten Unterschieden i.V. zu nicht augmentierten Konstrukten führen könnte. Die Biokompatibilität, Resorbierbarkeit und deutlich leichtere Handhabung in Vergleich zum PMMA, in Verbindung mit der gezeigten biomechanischen Stabilität eröffnen eine vielversprechende Alternative zur Augmentation von Osteosynthesen im osteoporotischen Knochen.