Die präoperative, nichtinvasive Bestimmung des Eindrehmoments einer Schraube im vitalen Knochen

Abstract

In diesem Artikel soll gezeigt werden, wie das maximale Einschraubmoment vor dem Schraubenausriss präoperativ und nichtinvasiv errechnet werden kann. Dazu müssen vorher allerdings In-vitro-Versuche, bisher so von niemandem umgesetzt, durchgeführt werden. Dargestellt wird der allgemeine physikalische Zusammenhang zwischen dem Einschraubmoment einer Schraube im Wirbel und der Festigkeitseigenschaft des Knochenlagers, in welchem die Schraube sitzt. Die Berechnungsformeln werden hergeleitet. Es gehen damit alle Schraubendaten wie Länge, Außendurchmesser, Innendurchmesser und die Ganghöhe der Schraube in die Berechnungsformel ein, einmal mit und einmal ohne den Einfluß der Schraubengewindeausführung über den Thread Shape Factor TSF. Die durchzuführenden In-vitro-Versuche zur Ermittlung der fehlenden Scherfestigkeit τ werden beschrieben. Mit der aus den Versuchen erhaltenen Vergleichstabelle kann präoperativ und nicht invasiv das Einschraubmoment einer Schraube aus dem für die Implantation der Schraube vorgesehenen Wirbel oder auch anderen Knochen berechnet werden.

This article is intended to show how the maximum screw-in torque can be calculated preoperatively and non-invasively before the screw is torn out. To do this, however, in-vitro tests that haven’t been carried out so far must be performed beforehand. The general physical relationship between the screwing torque of a screw in the vertebra and the strength property of the bone bearing in which the screw is in place is shown. The calculation formulas are derived. All screw data such as length, outside diameter, inside diameter and pitch of the screw thread are included in the calculation formula, both with and without the influence of the screw thread by the thread shape factor TSF. The in-vitro tests to be carried out to determine the missing shear strength τ are described. With the comparison table obtained from the tests, the screw-in torque of a screw can be calculated preoperatively and non-invasively from the vertebra intended for the implantation of the screw or also from other bones.