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Fragestellung: Das Festsetzen von winkelstabilen, monoaxialen Verriegelungsschrauben ist ein bekanntes Problem bei der Metallentfernung von Osteosynthesen. Dabei sind insbesondere 3,5mm-Schrauben betroffen. Ziel dieses Projekts war es einen Testaufbau zu entwickeln, der das Festsetzen von solchen Schrauben unter verschiedenen Bedingungen reproduzieren kann und damit eine Parameterstudie durchzuführen.

Methodik: Als Messgröße für das Festsetzen der winkelstabilen Schrauben wurde die Veränderung des Schraubenausdrehmoments gegenüber dem -eindrehmoment untersucht. Die Schraubenverbindung wurde dabei in einem praxisnahen in-situ-Versuch in Kochsalzlösung getestet. Es wurden zwei Teilkonstruktionen entworfen. Der erste Aufbau ermöglichte das Ein- und Ausschrauben mit definiertem und kontinuierlich gemessenem Moment und Winkel (Abbildung 1 links [Abb. 1]), der zweite Aufbau die dynamische Belastung (Abbildung 1 rechts [Abb. 1]). Nach Eindrehen der Schraube im ersten Aufbau folgte die dynamische Belastung im zweiten Aufbau. Im Anschluss daran wurde die Schraube im ersten Aufbau ausgedreht.

Für verschiedene Konfigurationen (0° und 3° Winkel, 100% und 150% des herstellervorgegebenem Eindrehmoment von 1,5Nm, 6faches Ein- und Ausschrauben) wurde der Versuchsaufbau mit Platten--Schrauben-Verbindungen (Synthes Locking Compression Plate System, Johnson & Johnson, New Brunswick, US-NJ) statisch (einfaches Ein- und Ausschrauben) und dynamisch (250000 Zyklen, 150N Last) mit je 5 Proben pro Gruppe getestet.

Ergebnisse: Es konnte sowohl die Verfestigung als auch das Lösen der Platten-Schrauben-Verbindungen in Abhängigkeit der Montageparameter festgestellt werden (Tabelle 1 [Tab. 1] & Tabelle 2 [Tab. 2]). Bei der statischen Belastung zeigten sich nur beim höheren Eindrehmoment Verfestigungen. Für gerade Verschraubungen ergaben bei sich dynamischer Belastung durchschnittliche Vergrößerungen (bezogen auf das Eindrehmoment) des Ausdrehmoments um 68% (1,5Nm) und 40% (2,25Nm), für schräge 3°-Verschraubungen um -73% (1,5Nm) und -37% (2,25Nm). Das 6fache Ein- und Ausschrauben (1,5Nm) vor der zyklischen Belastung führte bei 0° und 3° zu einer Lockerung der Schrauben (26% und 16%).

Schlussfolgerungen: Der neue Prüfapparat ermöglichte die Reproduktion des Festsetzungs-Phänomens unter bestimmten Voraussetzungen. Eine Erhöhung des Ausdrehmoments konnte bei gerader Verschraubung nach zyklischer Belastung festgestellt werden. Als Handlungsempfehlung lässt sich ableiten, dass für ausreichende Festigkeit schräges und mehrfaches Einschrauben vermieden werden sollte.