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Fragestellung: Insuffiziente Knochenqualität stellt einen erheblichen Risikofaktor für eine frühzeitige Schraubenlockerung und nachfolgendes Implantatversagen nach dorsaler pedikelgestützter Instrumentierung an der Brust- und Lendenwirbelsäule dar. Zementaugmentierungen verringern dieses Risiko, beinhalten aber das Risiko für schwere Komplikationen wir Zementaustritt in Gefäße und Spinalkanal mit nachfolgender Lungenembolie oder Querschnittsyndrom. Präoperative Knochendichtemessungen sind oftmals nicht erhältlich und auch nicht ausreichend reliabel für die Vorhersage eines Materialversagens. Eine intraoperative Messmöglichkeit könnte daher eine verbesserte Risikoabschätzung erlauben und so dass Gesamtrisiko für intra- und postoperative Komplikationen senken.

Methodik: Ein kürzlich für die Anwendung in der Kieferchirurgie entwickeltes Messgerät wurde für den Einsatz am Pedikel an Brust- und Lendenwirbelsäule modifiziert (Abbildung 1 [Abb. 1]).

Es erfolgten modellhafte Testungen in Polyurethanschaum unterschiedlicher Dichte (10, 20, 30 und 40 pounds per cubic foot (pcf)) und fünf humanen Wirbelkörperpräparaten nach DEXA-Messung. Die Expansion der Messsonde beim Eindrehen in Testkörper bzw. Pedikel wurde in mehrfachen Messungen bestimmt. Anschließend wurden die Pedikel mit Standard-Pedikelschrauben besetzt und es erfolgte eine Bestimmung der Ausrisskraft mit einer Universaltestmaschine. Die Expansion der Sonde in Segmenten bis zu einem maximalen Drehmoment von 15 Ncm und die Materialdichte, die Knochendichte nach DEXA und die Ausrisskräfte wurden mittels Kruskal-Wallis-Tests und post-hoc Nemenyi-Tests verglichen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Expansion der Sonde betrug zwischen 126 Segmenten in Polyurethanschäumen von 40 pcf und 21 Segmenten in 10 pcf. Sie unterschied sich signifikant in allen Paarungen mit einer Differenz von 20 pcf (p< 0,01), während Differenzen von 10 pcf keine signifikanten Unterschiede der Messung ergaben (p >0,05).

Die DEXA-Messung der Wirbelkörper ergab Dichten von 0,37 bis 0,86 g/cm3. Die Expansion der Sonde betrug zwischen 39 und 128 Segmenten, die Ausrisskraft der Schrauben 497 bis 1328 N. Eine signifikante Korrelation bestand lediglich zwischen den Ergebnissen der DEXA-Messung und der Expansion der Sonde am Pedikeleingang (p=0,02).

Wir schlussfolgern, dass die Sonde in dieser kleinen Serie und in dieser Form nicht ausreichend sensitiv eine ausreichende oder verminderte Ausrissfestigkeit vorhersagt. Grundsätzlich bietet die Sonde jedoch die Möglichkeit einer Messung der Knochendichte im Pedikel und könnte so in einer modifizierten Version möglicherweise besser die Ausrissfestigkeit von Pedikelschrauben vorhersagen als die DEXA-Messung, welche die Knochendichte des Wirbelkörpers insgesamt anzeigt.