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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2018)

23.10. - 26.10.2018, Berlin

Biomechanisches In-vitro-Experiment zur Schraubenaugmentation bei osteoporotischen Wirbelsäulen

Meeting Abstract

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  • presenting/speaker Hans-Joachim Riesner - Bundeswehrkrankenhaus Ulm, Unfallchirurgie/Orthopädie, Ulm, Germany
  • Thomas R. Blattert - Orthopädische Fachklinik Schwarzach, Klinik für Wirbelsäulenchirurgie und Traumatologie, Schwarzach, Germany
  • Hans-Joachim Wilke - Institute of Orthopedic Research and Biomechanics Ulm, Ulm, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2018). Berlin, 23.-26.10.2018. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2018. DocAT11-228

doi: 10.3205/18dkou281, urn:nbn:de:0183-18dkou2812

Veröffentlicht: 6. November 2018

© 2018 Riesner et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Innovative interne Fixateure und minimalinvasiven Eingriffstechniken mit zementaugmentierten Pedikelschrauben haben sich bei manifester Osteoporose durchgesetzt. Problematisch ist die langfristige stabile Verbindung zwischen zementaugmentierter Pedikelschraube und osteoporotischen Wirbelkörper und damit verbundener Implantatlockerung. Eine mögliche Optimierung dieser Implantatverankerung könnte durch additive Schaffung einer Kavität im Wirbelkörper (Gewindeschneider), die anschließend bei Implantation der Pedikelschraube mit Zement gefüllt wird, erreicht werden.

Primäres Ziel dieser Studie war es zwei Gruppen von zementaugmentierten Pedikelschrauben unter Verwendung unterschiedlicher Gewindeschneider und einer nicht zementaugmentierten Kontrollgruppe hinsichtlich ihres Auslockerungsverhaltens unter zyklischer Dauerbelastung miteinander zu vergleichen.

Methodik: Insgesamt wurden 18 (frische, humane, monosegmentale, osteoporotische) Lendenwirbelsäulen in drei Gruppen mit drei unterschiedlichen Wirbelsäulenabschnitten getestet (L2-L3, L3-L4, L4-L5). Es wurden sechs Präparate in der Versuchsgruppe I (mit Kavität und mit Zement), sechs Präparate in der Versuchsgruppe II (ohne Kavität und mit Zement) und sechs Präparate in der Kontrollgruppe (ohne Kavität und ohne Zement) getestet.

Die Aufzeichnung der Bewegungsumfänge der monosegmentalen Präparate wurde mit dem Wirbelsäulensimulator (Wilke et al.) im unpedikulierten Zustand, nach Implantation, nach 20.000, 40.000, 60.000 und nach 100.000 zyklischen Belastungen gemessen. Als sekundärer Parameter wurde das Zement-/Schraubenverhalten im Wirbelkörper untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die größte Auslockerung wurde in beiden Versuchsgruppen zwischen dem implantierten Zustand und nach 20.000 Zyklen gemessen. Im Vergleich war die Auslockerung in der Versuchsgruppe II (ohne Kavität und mit Zement) größer als in der Versuchsgruppe I (mit Kavität und mit Zement), im weiteren Vergleich die Auslockerung der Kontrollgruppe (ohne Kavität und ohne Zement) größer als bei der Versuchsgruppe I und II. Die größte Auslockerung der Kontrollgruppe wurde zwischen 40.000 und 60.000 Zyklen bzw. 60.000 und 100.000 Zyklen gemessen. Es zeigte darüber hinaus, dass es nur einer Auslockerung des gesamten Schrauben-Zement-Konstruktes im Wirbelkörper kam, nicht zu einer Auslockerung zwischen Schraube und der eigenen Zementplombe.

So konnte man nachweisen, dass trotz modifizierter Zementaugmentationstechniken Pedikelschrauben im osteoporotischen Wirbelkörper bei realitätsnahen Bedingungen einer zyklischen Dauerbelastung im monosegmentalen Versuchsaufbau eine Auslockerung aufweisen. Die 0-Hypothese der Arbeit, dass die geringste Auslockerung bei der Versuchsgruppe I zu erwarten sei, konnte bestätigt werden. Auch konnte gezeigt werden, dass es alleinig zu einer Lockerung des Schrauben-Zement-Konstruktes im Wirbelkörper kam. Diese Ergebnisse geben neue Gedankenanstöße für die Weiterentwicklung von internen Fixateuren und deren Verankerung bei manifester Osteoporose.