Vergleich der Ausbruchfestigkeit winkelstabiler Plattensysteme bei paralleler und divergierender Schraubenlage

Zusammenfassung

Einführung: Ein Versagensmuster moderner winkelstabiler Plattenfixateure ist der Ausriss des intakten Fixateurs aus dem osteoporotischen Knochen. Ziel der Untersuchung war es, zu klären, ob sich durch eine divergierende Schraubenlage eine erhöhte Ausrissfestigkeit erreichen lässt.

Methodik: Die Prüfkörper wurden mit winkelstabilen Titanschrauben, welche parallel oder 55° divergierend verliefen, an Kunstknochen (Fa. Sawbones) fixiert. Es erfolgte eine Prüfung der statischen Ausreißkraft sowie der dynamischen Festigkeit des Konstrukts (mit einem Lastweg von 1,4 und 1,6 mm und einer Last von 610 und 900 N bei einer Frequenz des Lastwechsels von 560 bzw. 380/min). Endpunkt war ein Riss im Kunstknochen. Im Anschluss erfolgte eine morphologische Analyse der Ausrissfragmente.

Ergebnisse: Die maximale Ausreißkraft lag bei divergierender Schraubenlage durchschnittlich bei 2,04 kN (1,95–2,13), für die parallele Schraubenlage bei 2,66 kN (2,55–2,77), p < 0,05. Bei der dynamischen Prüfung zeigte sich bei paralleler Schraubenlage eine höhere Anzahl an Lastwechseln bis zum Auftritt eines Risses im Vergleich zur divergierenden Schraubenlage. Bei paralleler Schraubenrichtung wurde der Schraubenkanal zerstört, die umgebende Kortikalis war intakt, bei divergierender Schraubenlage zeigten sich intakte Gewinde, die umgebende Kortikalis war keilförmig ausgerissen.

Diskussion: Durch eine divergierende Schraubenlage lässt sich bei winkelstabilen Implantaten keine höhere Ausrissfestigkeit erreichen.

Abstract

Introduction: One of the main failure mechanisms of modern plate fixateurs is the tearing of the whole plate-screw construct out of the osteoporotic bone. The aim of this study was to show whether an oblique screw placement can improve the fixation of the plate to the bone.

Methods: A steel probe was fixed to a synthetic bone (Fa. Sawbones) with standard titanium fixed-angle screws in parallel and 55° oblique positioning. We tested the static tear force and the dynamic stability (force distance 1.4 or 1.6 mm, 610 and 900 N, frequency of force shift of 560 or 380/min). Endpoint was a visible tear of the artificial bone. In addition we performed a morphological analysis of the torn fragments.

Results: The maximal tear force was 2.04 kN (1.95–2.13) for oblique and 2.66 kN (2.55–2.77) for parallel placement (p < 0.05). With a parallel positioning a higher number of force shifts were performed before a visual tear appeared. With parallel positioning the screw canal was torn with an intact surrounding corticalis; in oblique positioning the threads remained intact, the corticalis was torn out with a wedge.

Discussion: An oblique screw positioning does not result in a higher tear force in modern plate fixateurs.

Schlüsselwörter

winkelstabil - Schraube - Ausbruch - Stabilität

Key words

plate fixateur - screw - tear-out - stability

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