gms | German Medical Science

German Congress of Orthopaedics and Traumatology (DKOU 2022)

25. - 28.10.2022, Berlin

Biomechanische Belastungsanalyse unter Verwendung eines Fußringes bei der Therapie von distalen Tibiafrakturen mittels Taylor Spatial Frame

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Fiona Kelbel - Klinik für Unfall- und Wieder­herstellungs­chirurgie, BG Klinik Tübingen, Tübingen, Germany
  • Marc-Daniel Ahrend - Klinik für Unfall- und Wieder­herstellungs­chirurgie, BG Klinik Tübingen, Tübingen, Germany
  • Felix Finger - Klinik für Unfall- und Wieder­herstellungs­chirurgie, BG Klinik Tübingen, Tübingen, Germany
  • Benedikt Braun - Klinik für Unfall- und Wieder­herstellungs­chirurgie, BG Klinik Tübingen, Tübingen, Germany
  • Tina Histing - Klinik für Unfall- und Wieder­herstellungs­chirurgie, BG Klinik Tübingen, Tübingen, Germany
  • Heiko Baumgartner - Klinik für Unfall- und Wieder­herstellungs­chirurgie, BG Klinik Tübingen, Tübingen, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2022). Berlin, 25.-28.10.2022. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2022. DocAB79-1268

doi: 10.3205/22dkou645, urn:nbn:de:0183-22dkou6452

Published: October 25, 2022

© 2022 Kelbel et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 License. See license information at http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.


Outline

Text

Fragestellung: Bei Tibiafrakturen mit kurzem distalem gelenktragendem Segment kann mit einem Ringfixateur, z.B. Taylor Spatial Frame (TSF) eine Vollbelastung bei zeitgleicher freier Beweglichkeit des Sprunggelenks ermöglicht werden. Im klinischen Alltag zeigen sich Lockerungen bis hin zum Versagen der Knochenfixierung. Daher wurde vermehrt ein Fußring montiert, auf dem der Patient ohne Fußsohlenkontakt vollbelasten kann.

Die biomechanischen Auswirkungen mit und ohne Verwendung dieses Fußringes auf den Frakturspalt und auf einzelne TSF-Komponenten wurden im Rahmen dieser biomechanischen Versuchsreihe untersucht.

Methodik: An 10 Tibiakunstknochen (4. Generation, Composite, Sawbone) erfolgte die Anlage eines 2-Ring-TSF (Smith&Nephew). Die TSF-Konfiguration orientierte sich an einer realen Versorgung bei Segmentverlust nach einer distalen Tibiaschaftfraktur: 3 Pins am proximalen Ring, 2 Pins plus 1 K-Draht am distalen Ring. Nach Abschluss der TSF-Anlage erfolgte eine Osteotomie 5 cm proximal der distalen Gelenkfläche und die Entfernung eines 5 cm langen Segmentes. An 5 Modellen (Gruppe: indirekte Belastung) wurde zusätzlich ein Fußring am distalen Ring des TSF befestigt. Die restlichen 5 Modelle wurden direkt an den Knochenenden belastet (Gruppe: direkte Belastung).

Das Belastungsprotokoll beider Gruppen umfasste 10 Belastungszyklen mit axialer Be- und Entlastung mit 5 mm/s in den Kraftstufen 200N, 500N und 800N. Es wurde die axiale Steifigkeit des TSF-Konstruktes (Prüfmaschine Z2.5, ZwickRoell) sowie die Auslenkung (Pontos, GOM) der Komponenten (Pins, K-Draht, Ringe) und der osteotomienahen Knochenenden gemessen. Abschließend wurden zum Provozieren eines Materialversagens alle Modelle mit 800N bei 5mm/s mit 27.000 Zyklen belastet. Die Messergebnisse der Gruppen wurden deskriptiv ausgewertet (MW±SD (Min-Max)) und auf Unterschiede getestet.

Ergebnisse: Die axiale Steifigkeit war bei indirekter Belastung über den Fußring (126,8±12,3 N/mm (92,9-155,5)) signifikant größer als bei direkter Belastung (82,6±10,0 N/mm (57,4-94,8), p<0,0001). Die Veränderung der Distanz des Osteotomiespaltes war bei indirekter Belastung signifikant geringer bei allen Belastungsstufen (jeweils p<0,0001): 200N direkt: 2,1±0,2 mm (1,9-2,6), indirekt 1,3±0,2 mm (0,9-2,0); 500N: direkt: 5,5±0,7 mm (4,9-6,5), indirekt 3,2±0,3 mm (2,9-3,4); 800N: 8,6±0,9 mm (8,0-10,3), indirekt: 4,9±0,3 mm (4,6-5,0). Ebenfalls hatten die Komponenten (Pins, K-Draht, Ringe) unter indirekter Belastung eine signifikant geringere Auslenkung als unter direkter Belastung. Ein Materialversagen wurde nach 27.000 Zyklen in beiden Gruppen nicht beobachtet.

Schlussfolgerung: Bei der TSF Versorgung von Tibiafrakturen mit kurzem distalem Segment kann die Verwendung eines Fußringes, Bewegungen am Osteotomiespalt und Auslenkungen am TSF (inklusive der Knochenfixierung) verringern. Hierdurch könnte eine frühzeitige Lockerung der distalen Fixierung minimiert werden.