Minimalinvasive Osteosynthese der distalen extraartikulären Radiusfraktur : XSCREW und DorsalNailPlate im biomechanischen Vergleich

Gegenstand der Arbeit: Die distale Radiusfraktur ist der häufigste Bruch des Menschen. Neben etablierten Verfahren wie der dorsalen und palmaren Plattenosteosynthese gibt es seit Kurzem neuartige minimalinvasive Osteosynthesesysteme. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der biomechanischen Stabilität von zwei neuartigen Implantaten für die distale extraartikuläre Radiusfraktur. rnMethodik: Es handelt sich einerseits um das System XSCREW (Zimmer, Freiburg i. Br., Deutschland), eine kanülierte Schraube, die über den Processus styloideus eingeführt wird und mit bis zu neun Bohrdrähten im Knochen fixiert werden kann. Das Vergleichsimplantat DorsalNailPlate (HandInnovations, Miami, Florida, USA) ist ein Hybrid aus einer dorsalen Platte und einem Marknagel. Beide Systeme wurden an 8 paarigen frischen unfixierten Leichenradii unter Axialbelastung bis 100 N und Torsionsbelastung bis 1,5 Nm getestet. Die A3-Fraktur wurde durch eine standardisierte Keilosteotomie simuliert. Das Biomaterial wurde prä- und postinterventionell sowie nach einem Dauerbelastungstest unter 1000 Zyklen in Rotation mit 0,5 Hz untersucht. Ein Versagenstest mit steigendem Drehmoment beendete das Experiment. rnErgebnisse: Die XSCREW erreichte eine Axialsteifigkeit von 136 N/mm und eine Torsionssteifigkeit von 0,16 Nm/°. Die DNP erzielte hingegen axial 70 N/mm und torsional 0,06 Nm/°. Der Unterschied zwischen beiden Verfahren war nur für die Torsion eindeutig statistisch auffällig (p=0,012), jedoch nicht für die Axialsteifigkeit (p=0,054). Die ursprüngliche Axial- und Torsionssteifigkeit wurde durch die XSCREW signifikant besser wiederhergestellt als durch die DNP (p=0,012). Beide Verfahren erzielten nach der Intervention signifikant niedrigere Steifigkeiten als die intakten Knochen (p=0,012). Ein Präparat der DNP-Gruppe und vier Präparate der XSCREW-Gruppe überstanden den Dauerbelastungstest. Das Drehmoment bei Versagen war mit der XSCREW höher als mit der DNP, der Unterschied zwischen den Verfahren war signifikant (p=0,043). Die Schwachstellen beider Systeme lagen vorwiegend in der proximalen Verankerung im Knochen. Kirschner-Drähte bzw. Verriegelungsschrauben führten unter andauernder Belastung zu einer Spaltung der Kortikalis im Schaftbereich. Bedingt durch die Ausrichtung der distalen Verriegelungen können mit beiden Implantaten Schäden an der radiocarpalen bzw. radioulnaren Gelenkfläche entstehen. rnZusammenfassung: Die XSCREW ermöglicht insgesamt eine höhere mechanische Stabilität als die DNP. Beide Verfahren sind jedoch einer winkelstabilen palmaren Plattenosteosynthese insbesondere unter rotatorischer Dauerbelastung unterlegen und erreichen nicht die Stabilität eines anderen neuartigen minimalinvasiven Systems.

SUBJECT: The distal radius fracture is the most common fracture in humans. In addition to established techniques, such as dorsal or volar plating, new minimal invasive systems for osteosynthesis have recently been developed. The present study compared the biomechanical behavior of two new implants for distal extra-articular radius fractures. rnMETHOD: The XSCREW (Zimmer, Freiburg i. Br., Germany) is a cannulated screw, which is inserted into the radial styloid process and which can be fixed with a maximum of nine Kirschner wires. It was compared with the DorsalNailPlate (HandInnovations, Miami, Florida, USA), which is a hybrid implant composed of a small dorsal plate with four distal fixed-angle pegs and a proximal intramedullary nail. Both these implants were tested in 8 pairs of fresh frozen paired radii under axial load up to 100 N and torsional load up to 1,5 Nm. An A3 type fracture was simulated by a standardized wedge osteotomy. The tests were performed with native bones, after the intervention and also after a stress test with 1000 cycles of torsional load at 0,5 Hz. At the end, a failure test with increasing torsional load was performed.rnRESULTS: Specimens of the XSCREW group had an axial stiffness of 136 N/mm and a torsional stiffness of 0,16 Nm/°. The DNP group reached 70 N/mm of axial stiffness and 0,06 Nm/° in torsion. The difference between the groups was only significant for torsional stiffness (p=0,012), but not for axial stiffness (p=0,054). The XSCREW implant also achieved a higher percentage of pre-interventional stiffness than the DNP. The stiffness of both groups was significantly lower than the native bone values (p=0,012). Seven specimens of DNP group and four specimen of XSCREW group dropped out during the stress test. Radii treated with XSCREW implant reached a higher load at failure than the DNP specimen, the difference being significant (p=0,043). In both constructs, proximal bone anchorage was the main weak spot: K-wires or proximal locking screws leaded to cortical splitting and shaft fractures. K-wires or pegs locked in the distal fragment also damaged the radiocarpal and DRUJ cartilage. rnCONCLUSION: Generally, XSCREW provides a higher stability than DNP in distal radius fractures. Compared to fixed-angle volar plating, both implants do not reach the load capacity, particularly under cyclical torsional loading. They also do not achieve the stability of an other, different intramedullary implant.