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Herstellung und biomechanische Testung von Interferenzschrauben aus Knochenmaterial
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Published: | October 19, 2004 |
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Fragestellung
Der Einsatz von biologischen bzw. biodegradablen Implantaten zur Osteosynthese ermöglicht neben dem Verzicht auf einen Sekundäreingriff zur Materialentfernung, auch eine artefaktfreie Darstellung im Röntgenbild bzw. CT. Die hohe Biokompatibilität mit Metabolisierung bzw. ossärer Integration sind Stand der Technik. Mit dem Wasserabrasivstrahlverfahren (WAIS) konnten nun knöcherne Interferenzschrauben mit guten biomechanischen Eigenschaften hergestellt werden.
Methoden
Aus Knochenblöcken boviner Femurkortikalis wurden mit dem WAIS Knochenzylinder geschnitten und anschließend mit dem für Interferenzschrauben typischen Gewinde versehen. Den genutzten Polymer-Interferenzschrauben ist ein zur Spitze hin kleinerwerdender Durchmesser und ein selbstschneidendes Sägegewinde gemeinsam. Auch die Durchgangsbohrung konnte mit dem WAIS realisiert werden. Die normierte mechanische Testung der Implantate erfolgte an einer MTS (MiniBionix). Geprüft wurden das Drehmoment bis zum Versagen der Schraube sowie die Gewindeflankenfestigkeit durch Aufbringen einer axialen Kraft (pull-out Testung)
Ergebnisse
Die notwendige pull-out Kraft lag mit 685N innerhalb der in der ASTM-Norm F 1839 beschrieben Ausreißkraft von Schrauben. Das max. Drehmonent lag mit 3,7N über einem Großteil der konventionellen Vergleichsimplantate.
Schlussfolgerungen
Die Herstellung von knöchernen Interferenzschrauben mittels WAIS ist technisch möglich. Vorteil ist die geringe mechanische und thermische Belastung des Materials. Ein Versagen des Schraubenkopfes oder Fremdkörperreaktionen, bzw. lokale Komplikationen wie bei den Polylaktidschrauben sind nicht zu erwarten.