Biomechanische In-vitro-Untersuchung zu Osteosynthesetechniken bei mehrfragmentären, intraartikulären Olekranonfrakturen

Status:

abgeschlossen 01/2012

Zielsetzung:

Olekranonfrakturen stellen eine häufige Verletzung des Ellbogengelenks dar. Ziel der Studie war die biomechanische In-vitro-Evaluierung einer zur Hakenplatte modifizierten Drittelrohrplatte im Vergleich zur etablierten Zuggurtungsosteosynthese und einem neuen, bereits anatomisch vorgeformten Implantat bei mehrfragmentären Olekranonfrakturen.

Aktivitäten/Methoden:

Die Knochenmineraldichte (BMD) von 32 nicht-fixierten, humanen proximalen Ulna-Präparaten wurde im CT (pQCT) gemessen und evaluiert. Es wurden dann drei Testgruppen mit gleicher Knochenmineraldichteverteilung gebildet (3x10 Präparate). Eine Olekranonfraktur vom Typ Schatzker D wurde durch Osteotomien simuliert und entsprechend der Gruppenzugehörigkeit durch eine Zuggurtungs-, eine Drittelrohrhakenplatten- und eine anatomisch präformierte, optional winkelstabile Plattenosteosynthese stabilisiert. Die biomechanische Testung wurde unter quasi-statischen und dynamischen Bedingungen durchgeführt. Die Fragmentbewegung wurde infrarotoptisch erfasst.

Des Weiteren wurde eine vergleichende Untersuchung zwischen humanen und Kunstknochenpräparaten (Synbone und Sawbone) durchgeführt.

Ergebnisse:

Radiologie: Im Rahmen der Knochendichtemessung (BMD) konnte im untersuchten Kollektiv keine Abhängigkeit des BMD vom Alter nachgewiesen werden. Präparate von männlichen Spendern wiesen eine signifikant höhere BMD auf (p = 0,025). Zwischen rechtsseitigen und linksseitigen Präparaten fand sich kein signifikanter Unterschied.

Biomechanik I: Bei dem Vergleich der Zuggurtungsosteosynthese, Hakenplattenosteosynthese und der LCP-Hakenplattenosteosynthese konnte im Lastfall 30° Flexion sowohl für den Parameter Steifigkeit (p = 0,141) als auch für die Parameter Settling unter Be- und Entlastung (p = 0,400, p = 0,166) kein statistisch signifikanter Unterschied nachgewiesen werden. Im Lastfall 90° Flexion konnte ebenfalls kein statistisch signifikanter Unterschied für den Parameter Steifigkeit (p = 0,281) wie auch für die Parameter Settling unter Be- und Entlastung (p = 0,278, p = 0,171) nachgewiesen werden. Im Lastfall 30° Flexion wurden bei einem Settling unter Belastung von über 2 mm ein Präparat in der Zuggurtungsgruppe und eins in der Hakenplattengruppe als Versager beurteilt. Es ergab sich mit p = 0,58 keine statistische Signifikanz. Unter Entlastung wurden zwei Präparate der Hakenplattenosteosynthese als Versager beurteilt. Auch dies war nicht signifikant (p = 0,11).

Biomechanik II: Im Lastfall 30° Flexion zeigten die humanen Testpräparate eine signifikant geringere Steifigkeit als die Synbone (p = 0,021) und Sawbone (p = 0,000) Präparate. Sowohl für das Settling unter Be- als auch unter Entlastung zeigten sich im Vergleich zu den Synbone (p = 0,001, p = 0,002) und den Sawbone Präparaten (p = 0,019, p = 0,000) statistisch signifikante Unterschiede. Ein humanes Präparat wurde mit einem Settling von 3,69 mm unter Belastung als Versager beurteilt. Zwei humane Präparate wurden wegen einem Settling über 2 mm unter Entlastung als Versager beurteilt. Diese Beobachtungen waren nicht signifikant. Zwischen den Kunstknochenpräparaten lag kein statistisch signifikanter Unterschied vor. Im Lastfall 90° Flexion zeigten die humanen Testpräparate ebenfalls eine signifikant geringere Steifigkeit als die Synbone- (p = 0,024) und Sawbone- (p = 0,013) Präparate. Sowohl für das Settling unter Be- als auch unter Entlastung zeigten sich im Vergleich zu den Synbone (p = 0,001, p = 0,000) und den Sawbonepräparaten (p = 0,004, p = 0,004) statistisch signifikante Unterschiede. Zwischen den Kunstknochenpräparaten lag kein statistisch signifikanter Unterschied vor.

Beurteilung und Relevanz: Im Rahmen der BMD Bestimmung konnte eine große Streubreite im untersuchten Kollektiv nachgewiesen werden. Um eine Beeinflussung biomechanischer Testergebnisse durch heterogene Gruppen zu vermeiden, sollte in zukünftigen Studien die BMD-Messung zur Gruppenbildung etabliert werden. Die signifikanten Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Individuen sollten auch bei klinischen Studien berücksichtigt und in Vergleichsgruppen ein ausgeglichenes Verhältnis angestrebt werden. In der vorgestellten Studie konnten gleichwertige biomechanische Eigenschaften zwischen Zuggurtungsosteosynthese, Hakenplattenosteosynthese und LCP-Hakenplattenosteosynthese bei mehrfragmentären Olecranonfrakturen nachgewiesen werden. Unter klinischen Gesichtspunkten ist bei fehlendem Risiko einer Drahtmigration im Vergleich zur Zuggurtung und deutlich geringeren Kosten im Vergleich zur LCP-Hakenplatte der von uns verwendeten Drittelrohrhakenplattentechnik der Vorzug zu geben. Klinische, prospektiv-randomisierte Studien müssen die niedrigere Komplikationsfrequenz noch beweisen. Im Vergleich Kunstknochen vs. nicht fixiertes humanes Präparat konnten signifikant differierende Parameter hinsichtlich Steifigkeit und Settling nachgewiesen werden. Somit konnte gezeigt werden, dass biomechanische Studien an unterschiedlichen Präparaten allenfalls eingeschränkt vergleichbar sind. Welche Materialien die In-vivo-Eigenschaften am besten simulieren, ist unbekannt. Anhand der gewonnen Erkenntnisse und den praktischen Überlegungen zu Verfügbarkeit und ethischen Aspekten haben sowohl Kunst- als auch humane Knochen ihre Vor und Nachteile.

Stand: