Article
In vitro biomechanische Sturzsimulation zur reproduzierbaren Erzeugung periprothetischer Frakturen des proximalen Femurs
Search Medline for
Authors
Published: | October 13, 2014 |
---|
Outline
Text
Fragestellung: Durch den Anstieg der Hüftendoprothesen-Träger ist in der Zukunft auch mit einem enormen Anstieg der periprothetischen Frakturen zu rechnen. Allerdings wird aktuell sehr wenig an der Analyse und Prophylaxe der Entstehung dieser Frakturen geforscht. Zielsetzung der Studie ist die Entwicklung eines Belastungsprotokolls zur reproduzierbaren Erzeugung periprothetischer Femurfrakturen. Ein standardisiertes Protokoll ist die Voraussetzung für die weitere Analyse der Entstehung solcher Frakturen.
Methodik: Die bis jetzt angewandte Sturzsimulation bei intakten Femora mit 10° Adduktion und 15° Rotation und einer Krafteinleitung von lateral nach medial am Trochanter major führte in unseren Vorversuchen nicht zu realitätsnahen Frakturmodellen, sondern viel mehr zu einer Zertrümmerung der Kortikalis und Spongiosa im Bereich des Trochanter major. Somit haben wir die Fallsimulation nach mehreren Vorversuchen modifiziert: An 5 Paare humaner Leichenfemora (10 Knochen) wurde jeweils ein zementierter Prothesenschaft (Bicontact, Aesculap) implantiert. Im Anschluss erfolgte die statische Belastung der Konstrukte in einer Adduktionsstellung von 10° und einer Aussenrotationstellung von 45° mit einer Krafteinleitungsgeschwindigkeit von 600 mm/min auf der mediolateralen Ebene.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Frakturmorphologie war zwischen den zehn Femora sehr homogen. Es handelte sich immer um eine Spiralfraktur, teilweise mit einem Intermediärfragment auf Höhe der Spitze des Prothesenschaftes (Abbildung 1 [Abb. 1]).
Der Frakturauslauf nach distal der Prothesenspitze betrug durchschnittlich 44.3 mm (range 34-66 mm). Acht der zehn Konstrukte zeigten einen fissuralen Frakturauslauf nach proximal bis zum medialen Kalkar, bei einem Knochen endete die Fissur 17mm kaudal der Osteotomie und nur beim einem Knochen war die Spiralfraktur insgesamt kurz mit einem Abstand von 85 mm bis zum Kalkar. Die notwendige Kraft bis zum Versagen lag durchschnittlich bei 1910 Newton (N). Der Seitenvergleich innerhalb der Knochenpaare ergab keinen signifikanten Unterschied der notwendigen Kraft bis zur Fraktur (links 1854 N vs. rechts 1965 N, p=0.7, t-Test für verbundene Proben). Bei keinem der Konstrukte zeigte sich nach der Fraktur eine Instabilität der Prothese.
Schlussfolgerung: Mit dem beschriebenen Belastungsprotokoll lassen sich reproduzierbare, realitätsnahe, periprothetische Frakturen erzeugen, ähnlich wie es bei betroffenen Patienten zu beobachten ist, bei denen keine Prothesenlockerung vorliegt. Das Protokoll kann somit für weitere Frakturanalysen angewendet werden.