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Fragestellung: Frakturen osteoporotischer Knochen haben bei wachsendem Anteil geriatrischer Patienten eine zunehmende Bedeutung. Zur Stabilitätssteigerung hat sich die Augmentation von Osteosynthesen mit Polymethylmetacrylat (PMMA) u. a. am proximalen Femur etabliert. Materialspezifische Probleme bleiben jedoch weiter ungelöst. Aufgrund günstiger Materialeigenschaften könnte Calciumphosphatzement (CPC) eine biologische Alternative zur Augmentation darstellen. Ein vorausgegangenes statisches biomechanisches Modell zeigte eine signifikante Steigerung der Stabilität am Implantat-Knochen-Interface nach Schraubenaugmentation mit CPC.

Ziel der Studie ist daher die dynamische biomechanische Testung eines pastösen CPC bei der Augmentation eines intramedullären Marknagels an einem pertrochantären Fraktumodell.

Methodik: An 6 Paaren humaner Femora erfolgte die osteosynthetische Stabilisierung eines standardisierten pertrochantären Frakturmodells (Typ A2.3 nach AO) mit dem Implantat Targon PFT (Aesculap). Das Implantat wurde randomisiert in je einem Knochen der vorliegenden Paare augmentiert. Für die Augmentation mit CPC (5ml/Schraube) wurden kanülierte Teleskopschrauben mit 2 seitlichen Öffnungsschlitzen angefertigt und hierüber der Gewindeteil zementiert. Nach Aushärten des CPC wurden die Femora dynamisch axial belastet (servohydraulische Prüfmaschine Amsler 10, Zwick&Roell). Es erfolgte eine progrediente Belastungssteigerung (0,5 bis max 2,1 kN, bei 4 Hz) unter Röntgenkontrollen nach standardisiertem Protokoll. Endpunkt des Versuchs war ein cut-out (Durchschneiden der Schrauben durch die Femurkopfkalotte) bzw. das Abschließen der dynamischen Prüfung ohne cut-out nach 200.000 Wechselbelastungen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Das Kollektiv der nicht augmentierten Osteosynthesen zeigten eine höhere absolute Anzahl an cut-outs im Vergleich zu den augmentierten Proben (4/6 vs. 1/6; p=0,07 Likelihood Quotient). Bei Erreichen des Endpunktes zeigte sich eine geringere durchschnittliche Deformation der augmentierten Osteosynthesen gegenüber den nicht augmentierten Implantaten (14,9 vs. 19,3mm), diese Differenz war nicht signifikant (p=0,36). Exemplarisch zeigte sich nach 40.000 Wechsellasten eine geringere durchschnittliche Deformation der augmentierten Osteosynthesen gegenüber den nicht augmentierten Implantaten (2,1 vs. 3,2mm; p=0,44). Radiologisch zeigte sich nach 40.000 Wechsellasten eine geringere Durchwanderung des Lastträgers in der augmentierten Gruppe gegenüber den nicht zementierten Implantaten (0,8 vs. 2,7mm; p = 0,29).

CPC stellt eine mögliche Alternative zur Augmentierung von Osteosynthesen dar. Die vorliegende biomechanische Studie ergab tendentiell eine Steigerung der Stabilität am Implantat-Knochen-Interface im dynamischen pertrochantären Fraktumodell nach CPC-Augmentation. Diese erreichte jedoch keine statistische Signifikanz. Weitere Untersuchungen mit höheren Fallzahlen sowie technischer Optimierung der kanülierten Teleskopschrauben zur verbesserten Zementverteilung bleiben somit abzuwarten.