Vergleichende biomechanische Untersuchungen bei proximalen Tibiaschaftfrakturen

Abstract

Die proximale Tibiatrümmerfraktur ist aus der Klinik und verschiedenen Untersuchungen als Problemfraktur mit häufigen Fehlstellungen bekannt. In dieser Arbeit sollte das biomechanische Verhalten von mit Fixateur externe, Hybridfixateur, UTN + Zangenfixateur und UTN + 5- Loch LC- DCP instrumentierten Tibiae unter physiologischer Primärbelastung bei einer simulierten 42 C 3.3 Fraktur nach der AO- Klassifikation untersucht werden.

Es wurden in einem randomisierten inkompletten Blockdesign 20 Leichenknochen 9 mm statisch und weggesteuert belastet. Aufgezeichnet wurden neben Kraft, Zeit und Weg über ein videooptisches System auch die räumlichen Bewegungen der Fragmente.

Im Ergebnis zeigte sich eine Kongruenz der Rangreihen, was Steifigkeit, maximale Krafteinleitung und Rotationen anging. Das mit 831 (± 46) N/mm steifste Implantat war die Kombination von UTN + LC- DCP, gefolgt von der UTN + Zangenfixateurgruppe 330 (±96) N/mm, der Fixateur externe Gruppe 176 (±46) N/mm und zuletzt den Hybridfixateuren 66 (±12) N/mm. Bis auf den Vergleich UTN + LC- DCP zu Fixateur externe sind alle Unterschiede jeweils statistisch signifikant.

Bezüglich der Rotationen erreichte wiederum die Gruppe UTN + LC- DCP die geringsten Abweichungen. Diesmal folgte aber in 2 der 3 Rotationsrichtungen in der Rangreihe der Fixateur externe, gefolgt von der UTN + Zangenfixateur Gruppe.

Aus den Gesamtergebnissen und der Literatur heraus kann die alleinige Stabilisierung einer proximalen Tibiaschaftfraktur mit einem UTN nicht empfohlen werden, da Pseudarthrosen und Fehlstellungen häufig zu erwarten sind. Aufgrund der intraoperativen Behelfsmöglichkeit bei der Reposition und der Nagelinsertion ist die zusätzliche Implantation einer kleinen medialen Platte zu empfehlen.

Bei der Wahl eines Fixateurs lässt sich aus biomechanischer Sicht der Einsatz eines Fixateur externe, eine sinnvolle Konstruktion vorrausgesetzt, empfehlen.

Der Hybridfixateur zeigte bei vergleichbarem Materialverbrauch und möglichst ähnlicher Konstruktion eine schlechtere Stabilität. Sein Einsatzgebiet ist eher bei kleineren Fragmenten mit Gelenkbeteiligung zu suchen.

The proximal tibia shaft fracture is known from clinical experience and literature as a problematic fracture type. This study will compare the biomechanical behavior of tibia bones, implanted with external fixateur, hybride fixateur, unreamed tibia nail + Clamp fixateur and unreamed tibia nail + 5–hole–plate in a simulated 42 C 3.3 fracture after the AO – Classification.

In an incomplete randomised block design 20 human tibia bones were compressed 9 mm staticly and controlled by distance. Power, time, passing way and movement in space of the bone fragments were taken.

The results show congruences of the different groups in stiffness, max load and rotation. The implant group, the most stiff was UTN + LC-DCP (831±46 N/mm), followed by UTN + Clamp fixateur (330±96 N/mm), the external Fixateur (176±46 N/mm) and the hybride fixateur group (66±12 N/mm). All implant groups exept the UTN + LC-DCP to the fixateur group are statistically significant.

On rotation, also the UTN + LC-DCP group had less movement, followed in 2 of the 3 rotation possibilities by the external fixateur and the UTN + Clamp fixateur group.

Comparing the results with literature, the proximal tibia shaft fracture should not be stabilazed only by an intramedullar nail, because there is a lot of pseudarthrosis and abnormal position. Because of the supplementary help by the reposition and the introducing of the nail a small supplementary plate is recommended.

The external fixateur, using a stable construction, will also be a good solution.

The hybrid fixateur, using a similar construction as in the external fixateur group , has a worst stability as the external fixateur. It should be used for small bone fragments.