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Fragestellung: Ein neu entwickelter retrograder Femur- und antegrader Tibianagel mit winkelstabilen Verriegelungsbolzen soll bei distalen Femur- und proximalen Tibiafrakturen ein stabileres intramedulläres Konstrukt im Vergleich zum konventionellen Marknagel bilden. Ziel dieser Studie war die biomechanische Überprüfung, ob der winkelstabil zu verriegelnde retrograde Femur- bzw. antegrade Tibianagel dem etablierten nicht winkelstabil verriegelbaren Marknagel hinsichtlich Primärstabilität überlegen ist.

Methodik: Der biomechanische Vergleich wurde an je 20 paarigen humanen Femur- und Tibiapräparaten (Alter 85±9 Jahre) durchgeführt. Eine proximale Tibia- bzw. distale Femurfraktur wurde durch das Setzen eines definierten Bruchspaltes am dia-metaphysären Übergang simuliert. Anschließend wurden von den 10 Femur- und 10 Tibiapaaren je 10 Knochen mit dem konventionellen Femur- bzw. Tibianagel (TRIGEN^® KneeNail) und die korrespondierenden 10 Knochen mit dem winkelstabil verriegelten Femur- bzw. Tibianagel (TRIGEN^®META^®, Fa. Smith&Nephew) osteosynthetisch stabilisiert. Die zu prüfenden Präparate wurden daraufhin mittels eines geeichten Materialprüfrahmens zyklisch durch Druck auf Femurkopf bzw. Tibiaplateau axial belastet. Beginnend mit einer Vorlast von 100N wurden pro Zyklus 200 repetitive Belastungen durchgeführt. Danach erfolgte eine Laststeigerung um je 100N bis zu dem definierten Endpunkt Fraktur, Schraubenlockerung oder Einstauchung der Frakturzone. Das Versagen wurde radiologisch gesichert.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Sowohl für die verglichenen Femora, als auch für die Tibiae zeigte sich kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den beiden Gruppen. Bei den winkelstabil verriegelten, retrograden Femurnägeln betrug die Druckkraft beim Endpunkt im Mittel 1724±265N bei durchschnittlich 2973 Zyklen. Für die konventionellen retrograden Femurnägel waren es 1774±225N bei 3065 Zyklen. Bei den winkelstabil verriegelten Tibianägeln betrug die mittlere Druckkraft bei Eintreten des definierten Endpunktes 1218±373N bei durchschnittlich 2021 Zyklen. Für die konventionellen Tibianägel waren es 1393±347N bei im Mittel 2366 Zyklen (p=0,09).

Während winkelstabile Plattensysteme im Vergleich zu konventionellen deutliche Vorteile bezüglich der Verankerungsstabilität im Knochen zeigen, gibt es bislang keine vergleichenden biomechanischen Untersuchungen über die Stabilität von Marknagelosteosynthesen mit winkelstabilen Verriegelungsoptionen an der unteren Extremität. Gerade bei Grenzindikationen der Marknagelung am dia-metaphysären Übergang sollen winkelstabile Verrieglungsbolzen die Stabilität erhöhen. Im biomechanischen Belastungsversuch lässt sich sowohl für den winkelstabil verriegelten retrograden Femurnagel als auch für den winkelstabilen Tibianagel gegenüber den konventionellen Marknägeln kein statistisch signifikanter Unterschied hinsichtlich Primärstabilität feststellen. Bei axialen Kräften wie sie im alltäglichen Gebrauch auftreten (<1000N) halten beide Implantattypen der Belastung stand.