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Fragestellung: Frakturen im Bereich der Wirbelsäule zählen zu den häufigsten klinischen Manifestationen der Osteoporose. Bei Vorliegen von instabilen oder sekundär kyphosierten Frakturen ist die dorsale Instrumentation oft die Therapie der Wahl. Lockerungen von Pedikelschrauben stellen die häufigste Versagensursache dieser Instrumentationen dar. Die Augmentation der Schrauben mittels Knochenzement ist ein anerkanntes Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Stabilität der Schrauben. Jedoch ist dieses Verfahren auch mit relevanten Komplikationen wie Zementleckagen und Embolien assoziiert. Welches Ausmaß das applizierte Zementvolumen auf die Pedikelschraubenstabilität hat ist bisher nur unzureichend untersucht worden.

Das Ziel dieser Studie war es, den Einfluss des Zementvolumens auf die Pedikelschraubenstabilität nach Augmentation zu untersuchen.

Methodik: Es wurden 25 humane Wirbelkörper (BWK 12 bis LWK 4) im Alter zwischen 73 und 97 Jahren in die Studie eingeschlossen. Bei allen Präparaten erfolgte die Bestimmung der Knochendichte (BMD) mittels quantitativer Computertomographie und es wurde eine osteopene / osteoporotische Knochenqualität als Einschlusskriterium definiert (BMD < 100 mg /cm³). Die Wirbelkörper wurden mittels konventionellen Pedikelschrauben instrumentiert und es erfolgte eine unilaterale Zementaugmentation. Hierbei wurden 13 Wirbelkörper mit einem Volumen von 1ml und 12 Wirbelkörper mit einem Volumen von 3ml augmentiert. Anschließend wurden die Präparate in einer Materialprüfmaschine befestigt und es erfolgte ein Fatigue Test mittels sinusförmiger Dauerbelastung. Die Amplitude zu Beginn der Testung betrug 50N bis 100N und es erfolgte eine zyklische Steigerung der Maximallast um 0,1N pro Zyklus bei einer Frequenz von 0,5 Hz. Die Belastung erfolgte bis zu einer kaudalen Dislokation von 5,4mm (ungefähr 20° Rotation), was als Versagen definiert wurde.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Pedikelschrauben ohne Zementaugmentation zeigten eine Versagenslast von 184N. Im Vergleich zeigten die zementaugmentierten Schrauben bei Augmentation mit einem Volumen von 1ml (255N; p = 0,009) und mit einem Volumen von 3ml (282N; p = 0,001) eine signifikant höhere Versagenslast. Der Unterschied zwischen der Augmentation mit 1ml und 3ml betrug 27N und war statistisch nicht signifikant (p = 0,466) (Abbildung 1).

Die Augmentation von Pedikelschrauben mittels Knochenzement führt zu einer signifikanten Steigerung der Versagenslast. Hierbei zeigt die Verwendung eines größeren Volumens keinen signifikanten Vorteil und somit sollte, insbesondere um die mit der Augmentation verbundenen Risiken zu minimieren, ein entsprechend kleines Volumen appliziert werden.