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Fragestellung: In der osteosynthetischen Frakturversorgung sind geeignete biomechanische Verhältnisse neben biologischen Einflüssen wesentlich für eine störungsfreie Frakturheilung. Die ideale Steifigkeit eines Implantates ist damit vom Heilungsverlauf abhängig. Formgedächtnisimplantate aus Nickel-Titanium (NiTi) können temperaturabhängig ihre Form ändern und so durch Ausübung des sog. Einwegeffekts mit Übergang von einem martensitischen in einen austenitischen Zustand ihre Steifigkeit vermehren oder vermindern. Es konnte gezeigt werden, dass durch elektromagnetische Induktion ein NiTi-Implantat in vivo kontaktfrei so erwärmt werden konnte, dass der Einwegeffekt eintrat. Hypothese der vorliegenden Studie war, dass eine eigens entwickelte NiTi-Platte nach Osteosynthese einer Tibiaschaftfraktur im Kaninchen in vivo durch Induktionserwärmung in ihrer Form so verändert wird, dass eine Steifigkeitsänderung eintritt, und dass eine primäre Frakturheilung erfolgt.

Methodik: Eine steifigkeitsvariable 6-Loch-Osteosyntheseplatte wurde aus drei Lagen NiTi hergestellt. Der Mittelbereich bestand aus einer starren und zwei flexiblen Lagen, welche durch Wärmeeinwirkung ihre Form verändern. 14 Tiere wurden in Intubationsnarkose operiert. Die rechte Tibia wurde dargestellt, die Platte provisorisch fixiert und 6 Löcher zur Schraubenaufnahme gebohrt. Dann erfolgte eine Osteotomie zwischen den mittleren Löchern. Die Platte wurde mit bikortikalen Schrauben fixiert, zusätzlich wurden proximal und distal jeweils zwei Kirschner-Drähte implantiert für eine in vivo Steifigkeitsmessung, die ebenso wie Röntgenkontrollen wöchentlich ab der 3. Woche durchgeführt wurde. Nach Randomisation erfolgt bei 7 Tieren nach 3 Wochen die kontaktfreie Induktionserwämung. Nach 6 Wochen wurden die Tiere geopfert, die Tibiae wurden morphologisch, radiologisch, histologisch und mittels µCT beurteilt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Ein Tier starb nach Narkoseeinleitung. Wundinfektionen traten nicht auf. Bei zwei Tieren traten intraoperativ Frakturen auf, die durch zusätzliche Zugschraubenosteosynthese stabilisiert wurden. Bei allen verbliebenen 13 Tieren waren die gesetzten Frakturen nach 6 Wochen klinisch, radiologisch und makroskopisch verheilt. Implantatlockerungen traten nicht auf. Radiolologisch und makroskopisch konnte in allen Tieren der Induktionsgruppe eine erfolgreiche Formänderung der Platte nach elektromagnetischer Induktionserwärmung nachgewiesen werden. In vivo Steifigkeitsmessungen zeigten einen Anstieg der Steifigkeit über die Zeit der Frakturheilung.

Wir schlussfolgern, dass eine kontaktfreie Steifigkeitsänderung einer implantierten NiTi-Osteosyntheseplatte durch elektromagnetische Induktion in vivo möglich ist, ohne die Frakturheilung zu beeinträchtigen. Dies stellt einen wichtigen Schritt dar in der Entwicklung von Implantaten, deren Steifigkeit in Abhängigkeit vom Heilungsverlauf nicht-invasiv adaptiert werden kann, um die Knochenheilung zu erleichtern.