Dr. med. Mohamad Agha Mahmoud (Aachen), Dr. Ing. Maximilian Praster (Aachen), Carolin Horstmann (Würselen), PD Dr. med. Christian Herren (Aachen), Prof. Dr. med. Rolf Sobottke (Würselen), Univ.-Prof. Dr. med. Frank Hildebrand (Aachen), PD Dr. med. Miguel Pishnamaz (Aachen)
Abstract-Text (inkl. Referenzen und Bildunterschriften)
Einleitung: Insbesondere bei osteoporotischen Wirbeln ist die Lockerung und Versagen von Pedikelschrauben eine große Komplikationen und führt zu schlechten Therapieerfolgen.
Ziele: In dieser Studie wurden die biomechanischen Eigenschaften von Pedikelschrauben mit Mono (ST)- und Doppelgewinde (DT) ohne Zementverstärkung miteinander verglichen und ein numerisches Modell validiert.
Material & Methoden: Zwei Varianten, kommerziell erhältlicher polyaxialer Pedikelschrauben wurden biomechanisch getestet und verglichen. Die Abmessungen von Bohrloch und Schraube (l:45 mm, dm: 6,5 mm) waren standardisiert. Auszugskraft und Haltekraft wurden in normalem Knochen (n=12) sowie bei simulierter Osteopenie (n=12) und Osteoporose (n=12) bestimmt und verglichen. Die Kraft-Verschiebungskurven dienten als Grundlage zur Bestimmung der numerischen Parameter des Cohesive-Zone-Models.
Ergebnisse: Die maximale Haltekraft Fmax unterschied sich im normalen Knochen statistisch nicht signifikant zwischen den Gruppen (ST: 2271N ± 197N und DT:2196N ± 178N, p=0,5). Im osteoporotischen Knochen weisen die Kurvenverläufe der beiden Schrauben jedoch große Unterschiede auf. Fmax betrug bei ST -296,4N ± 20,46N, bzw. -291,7± 10,10N bei DT, siehe Abb. 2 a). Bis zum Versagen der Schrauben weißt jedoch die ST-Schraube einen deutlich steileren Gradienten als die DT-Schraube auf, siehe Abb. 2 b)/c)
Zusammenfassung: Es konnte gezeigt werden, dass sich die biomechanischen Eigenschaften unterscheiden. Mit Hilfe der Experimente war es möglich ein numerisches Cohesive-Zone Modell zu entwickeln und zu validieren um damit die optimale Wahl der Pedikelschrauben für Patient:innen zu bestimmen.