Abstract-Text deutsch

Hintergrund:

Trotz guter Verankerung und sicherer Schraubenführung von Pedikelschrauben kann es, insbesondere bei Personen mit Osteoporose, zur Schraubenlockerung kommen. Das Ziel dieser biomechanischen Analyse war es, die Primärstabilität der Revisionsschrauben-Platzierung bei Personen mit Osteoporose zu bewerten. Verglichen wurde auf der einen Seite die Revision mittels Schrauben mit einem um 2mm vergrößerten Durchmesser mit auf der anderen Seite der Verwendung von menschlicher Knochenmatrix (HBM) als Augmentation bei gleicher Schraubendicke. Die Idee der HBM-Augmentation ist, den Knochenbestand zu verbessern und damit eine bessere Schraubenabdeckung zu erlangen.

Methoden:

Es wurden 11 Lendenwirbelkörper von Leichenpräparaten mit einem mittleren Alter von 80,25 Jahren (± 12,79 Jahre) und einer durchschnittlichen Knochenmineraldichte von 90,32 Hounsfield-Einheiten (HU) verwendet. Pedikelschrauben mit einem Durchmesser von 6,5 mm und einer Länge von 45 mm wurden in beide Pedikel eingesetzt und anschließend unter Verwendung eines zyklischen kranio-kaudalen Ermüdungsprotokolls gelockert. Als Schraubenlockerung wurde eine Verschiebung des Schraubenkopfes um 5 mm definiert.

Nach Entfernung der gelockerten Schrauben wurden die Schrauben revidiert, indem eine Schraube mit 2mm größerem Durchmesser (8,5x45 mm) in den einen Pedikel und eine Schraube mit gleichem Durchmesser (6,5x45 mm) mit HBM-Augmentation in den anderen Pedikel eingesetzt wurde. Das vorherige Lockerungsprotokoll wurde daraufhin erneut angewendet, wobei die maximale Belastung und die Zyklen bis zum Versagen zwischen beiden Revisionstechniken verglichen wurden. Das Insertionsdrehmoment (IT) wurde während der Insertion beider Revisionsschrauben kontinuierlich gemessen.

Ergebnisse:

Die Anzahl der Zyklen (p = 0.041) und die maximale Belastung bis zum Versagen (p = 0,014) waren bei Schrauben mit vergrößertem Durchmesser signifikant höher als bei der Augmentation mit HBM. Darüber hinaus waren sowohl der maximale (p = 0,004) als auch der durchschnittliche IT (p = 0,033) der vergrößerten Schraube signifikant höher als die IT der revidierten Schraube mit HBM.

Deutung:

Die HBM-Augmentation erreicht nicht die gleiche Ad-hoc-Fixationsstärke wie die Vergrößerung des Schraubendurchmessers um 2 mm und ist daher biomechanisch unterlegen. Hinsichtlich der Sofortstabilität sollte daher eine dickere Schraube priorisiert werden.

Abstract-Text englisch

Background:

Despite good anchoring and safe trajectory of pedicle screws, screw loosening can occur, especially in people with osteoporosis. The aim of this biomechanical analysis was to evaluate the primary stability of revision screw placement in individuals with osteoporosis. The compared revision techniques were on one hand a screw with an enlarged diameter by 2 mm and on the other hand the use of human bone matrix (HBM) as an augmentation for a screw with the same diameter. The idea of HBM augmentation is to improve the bone stock and thus achieve better screw coverage.

Methods:

Eleven cadaveric lumbar vertebrae with a mean age of 80.25 years (±12.79 years) and a mean bone mineral density of 90.32 Hounsfield units (HU) were used. Pedicle screws 6.5 mm in diameter and 45 mm in length were placed in both pedicles and then loosened using a cyclic cranio-caudal fatigue protocol. Screw loosening was defined as displacement of the screw head by 5 mm. After removal of the loosened screws, the screws were revised by inserting a 2mm larger diameter screw (8.5x45mm) in one pedicle and a screw of the same diameter (6.5x45mm) with HBM augmentation in the other pedicle. The previous relaxation protocol was then re-applied, comparing maximum loading and cycles to failure between both revision techniques. The insertional torque (IT) was continuously measured during the insertion of both revision screws.

Results:

The number of cycles (p = 0.041) and the maximum load to failure (p = 0.014) were significantly higher for larger diameter screws than for augmentation with HBM. In addition, both the maximum (p=0.004) and mean IT (p=0.033) of the enlarged screw were significantly higher than the IT of the revised screw with HBM.

Interpretation:

HBM augmentation does not achieve the same ad hoc fixation strength as the 2 mm screw diameter increase and is therefore biomechanically inferior. A thicker screw should therefore be prioritized for immediate stability.