Vergleichende Stabilitätsuntersuchungen an DHS- und DHN-Osteosynthesen subkapitaler Pauwels-III-Osteotomien als Modell höhergradig instabiler medialer Schenkelhalsfrakturen

Zusammenfassung

Die osteosynthetische Versorgung von medialen Schenkelhalsfrakturen ist mit einer hohen Komplikations- und Revisionsrate belastet, meist zurückzuführen auf Instabilität und Redislokation. Als Alternative zur DHS wurde der DHN entwickelt, der aufgrund seines TU-Querschnittprofils eine höhere Verankerungsfestigkeit in der Hüftkopfspongiosa und damit bessere Stabilität gewährleisten soll. Um dies zu überprüfen, wurden an 8 Femurpaaren standardisiert subkapitale Pauwels-III-Osteotomien angelegt, die jeweils mit einer 135°-DHS plus Antirotationsschraube und einem 135°-DHN stabilisiert wurden. Die Femurpräparate wurden unter einer Adduktionsstellung von 9° in eine Universalprüfmaschine eingesetzt und über einen Druckzylinder an der Traverse der Prüfmaschine wurden auf die Femurköpfe vertikale Druckbelastungen eingeleitet, beginnend mit 1 kN und um jeweils 0,5 kN ansteigend bis zur Maximalbelastung von 4,5 kN mit 500 Lastzyklen in jeder Belastungsstufe. Als sensitiver Parameter für die Verankerungsfestigkeit der Implantate in der Hüftkopfspongiosa wurde die Gesamtbelastbarkeit F_ges der Osteosynthesen herangezogen, bei der eine Kaudaldislokation der Kopffragmente von 2 mm eintrat. Für die DHS-Osteosynthesen wurde ein durchschnittlicher F_ges-Wert von 4301,4 kN und für die DHN-Osteosynthesen mit 8332,3 kN ein etwa doppelt so hoher Durchschnittswert ermittelt. Bei drei der acht DHN-Osteosynthesen wurde unter der Maximalbelastung mit 4,5 kN und nach dem 500. Lastzyklus die 2mm-Kaudaldislokation der Kopffragmente nicht erreicht. Insbesondere bei den Femurpaaren mit schlechter Knochenqualität erbrachte der DHN eine wesentlich höhere Verankerungsstabilität in der Hüftkopfspongiosa. Nach den Ergebnissen dürfte aus biomechanischer Sicht der DHN zur Stabilisierung medialer Schenkelhalsfrakturen besser geeignet sein als die DHS.

Abstract

High failure rates due to instability and redisplacement are reported using the dynamic hip screw-fixation of femoral neck fractures in the elderly. This fact was the reason for the development of the dynamic hip nail (DHN) which has a TU cross-section profile and should provide more resistance against cutting through the femoral head trabecular bone than the commonly used DHS. For a comparing stability investigation fixation of vertical femoral neck osteotomies in eight pairs of macroscopically normal cadaver femora was performed with either the DHS supplemented proximally with a parallel 6.5 mm cancellous screw or the DHN. Fixed in a testing machine at an adduction angle of 9° the specimens were vertically loaded from 1 kN up to 4.5 kN with a stepwise increase of 0.5 kN and 500 load cycles within each load level. The applied loads were increased until a distal displacement of the femoral heads of 2 mm was measured. From the recorded loads and number of cycles at the 2 mm distal head displacement the overall load bearing capacity of the DHS- and DHN-osteosyntheses were calculated in kN. The test results indicated that the DHN provided a much more stronger support for the femoral head against dynamic vertical compression loads than the DHS. In three of the eight DHN-osteosyntheses the 2 mm distal head displacement did not occur after 500 cycles at the maximal load of 4.5 kN. The mean overall load bearing capacity of the DHS-osteosyntheses at the 2 mm distal head displacement was 4301,4 kN and that of the DHN-osteosyntheses was 8332,3 kN. Especially in the pairs of femora with weak bone the DHN provided a much more higher resistance against cutting through than the DHS. From the biomechanical standpoint the results indicate that the DHN seems to be a more saver device for the fixation of femoral neck fractures than the DHS.

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