title: Biomechanischer Stabilitätsvergleich am distalen Femur: retrograde Nagelung versus polyaxiale, winkelstabile Plattenosteosynthese
title: Biomechanical Analysis of a distal femoral fracture: Retrograde intramedullary nail osteosynthesis versus polyaxial angle-stable locking plate osteosynthesis.
Creators: name: Beck, Tabea
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2015
Subjects: Distal femoral fracture
33-A3 Fraktur
Oberschenkelknochen
distales Femur
Medizin, Gesundheit
Fixateur interne
polyaxial angle-stable locking plate
human cadaveric bone model
Biomechanik
NCB-DF Plattenosteosynthese
Plattenosteosynthese
Osteosynthese
retrograde intramedullary nail
intramedullär
retrograde Nagelostesynthese

description: Die distale Femurfraktur ist eine
      sehr komplexe Fraktur, für die sich unterschiedliche
      Therapiemöglichkeiten anbieten. Neben intramedullären
      Kraftträgern stehen mit der neuesten Generation polyaxialer,
      winkelstabiler Plattenosteosynthesen auch adäquate
      extramedulläre Verfahren zur Verfügung. In der vorliegenden
      Arbeit soll der retrograde M/DN-Femurnagel (Fa. Zimmer) mit
      der polyaxialen NCB-DF Platte (Fa. Zimmer) hinsichtlich der
      biomechanischen Stabilität und Belastbarkeit verglichen
      werden. Verwendet wurden acht paarige, formalinfixierte
      Leichenfemora. Vorbestehende Frakturen und Osteolysen wurden
      mittels radiologischer Kontrolle ausgeschlossen. Ein
      standardisiertes Frakturmodel (AO 33-A3) mit einer Defektzone
      von 2 cm wurde etabliert. Nach der Randomisierung wurden je
      vier M/DN Femurnägel am rechten bzw. linken Knochen eines
      jeden Paares implantiert. Entsprechend wurde beim jeweiligen
      Gegenstück der Paare die NCB-DF Platte eingesetzt. Die
      Verriegelung erfolgte bei den Nägeln mit Hilfe horizontal zum
      Nagel eingebrachter Verriegelungsbolzen. Die Platte wurde
      durch Verschlusskappen verriegelt. Nach Einbetten der
      Femurkondylen in einen ca. 2 cm hohen Technovit-Sockel
      erfolgt die zyklische Druckbelastung in einer
      Materialprüfmaschine der Firma Instron (Modell 5566). Das
      standardisierte Prüfprotokoll sah den Beginn bei 1.000 N vor.
      Nach je 500 Zyklen wurde die Druckkraft um je 500 N bis zu
      einer maximalen Belastung von 5.000 N erhöht. Als
      Abbruchkriterien galten außerdem ein Druckkraftverlust von 20
      % und eine Druckverformung &gt; 30 mm. Alle Osteosynthesen
      hielten einer Druckkraft von mindestens 2.500 N stand. Unter
      dieser Belastung wurde eine mittlere plastische Verformung
      von 0,29 mm bei der Nagelosteosynthese und 0,76 mm bei der
      Plattenosteosynthese beobachtet. Der Unterschied in der
      plastischen Verformung ist auf dem Belastungsniveau von 2.500
      N nicht signifikant (p=0,056). Eine mittlere plastische
      Gesamtverformung betrug beim Nagel 2,76 mm und bei der Platte
      5,64 mm. Für die Druckverformung ergab sich bei 2.500 N ein
      signifikanter Unterschied mit p=0,0036. Die durchschnittliche
      Verformung betrug 1,99 mm (Nagelosteosynthese) und 3,99 mm
      (NCB-Plattenosteosynthese). Im Druckkraftbereich von 4.000 N
      – 5.000 N versagten je 5 Nagel- und 5 Plattenosteosynthesen.
      Dabei konnte kein signifikanter Unterschied festgestellt
      werden (p=0,943). Bei 3 von 8 Nagelosteosynthesen und 1 von 8
      Plattenosteosynthesen kam es nicht zum Osteosyntheseversagen.
      Im Versagensfall riss bei den meisten Proben die proximale
      Verschraubung aus. Allein bei der Probe 2 mit
      NCB-Plattenosteosynthese kam es zum distalen
      Osteosyntheseversagen durch einen Kondylenbruch. Bei den
      Proben 3 und 4 der Plattenosteosynthese wurde ein Versagen
      durch plastische Deformierung erreicht. In dieser Studie
      konnte gezeigt werden, dass im geriatrischen Knochen beide
      Systeme eine ausreichende Primärstabilität, eine
      vergleichbare biomechanische Stabilität unter axialer,
      zyklischer Belastung sowie einander entsprechende
      Osteosyntheseversagen aufweisen. Hinsichtlich der
      Druckverformung unterscheiden sich Nagel- und.
      Plattenosteosynthese jedoch signifikant. Die
      NCB-Plattenosteosynthese manifestierte sich als das
      elastischere von beiden Systemen. In wie weit dieser
      Elastizitätsgewinn der NCB-Plattenosteosynthese im klinischen
      Alltag hinsichtlich der Frakturheilung von Vorteil ist, kann
      aus dem Studienaufbau nicht abgeleitet werden.
description: The distal femur fracture is a
      complex fracture with an increasing incidence. There are
      intramedullar stabilization systems which are well known and
      practiced. With the newest Generation of extramedullar, angle
      stable stabilization systems there is an equivalent method
      for the treatment of these complex fracture type available.
      In this study the biomechanical stability and loading
      capacity of these osteosynthesis types will be compared. We
      used eight paired, formalin-fixed cadaveric femurs.
      Preexisting fractures and osteolyses of the bones were
      radiologically excluded. A standardized fracture model (AO
      33-A3) with a defect zone of 2 cm was created. After
      randomization there had been eight retrograde M/DN™-femoral
      nail osteosynthesis implanted, four on the right side of a
      pair of femurs and four of the left side. On the other part
      of the femur pair there had been the plate-osteosynthesis
      implanted. In the diaphysis we used two cortical screws with
      the nail osteosynthesis and four cortical screws with the
      plate osteosynthesis. For the distal locking cortical and
      cancellous screws were used (nail-osteosynthesis: 3,
      plate-osteosynthesis: 5). A 2 cm high Technovit - base on the
      femur condyles was formed. Hereafter the femurs were tested
      in a material proof machine from the INSTRON firm (Modell
      5566). There was a standardized protocol. The tests started
      with 1.000 N. After 500 cycles of the same load, the load was
      increased by 500 N up to a maximal load of 5.000 N. Abort
      criterions had been a load decrease of 20 % and a deformation
      of 30 mm. The statistical evaluation was done with the SPSS
      analyse software (IBM SPSS Statistics). Significance was
      shown as p &lt; 0,05 in the student t-test. All
      osteosynthesis resist a load of 2.500 N. With this load there
      had been an average plastic deformation of 0,29 mm within the
      nail-osteosynthesis group and 0,76 mm within the
      plate-osteosynthesis group. There is no significant
      difference in plastic deformation at the loading level of
      2.500 N (p=0,056). The average plastic deformation of the
      whole construction was 2,76 mm for the nail-osteosynthesis
      and 5,64 mm for the plate-osteosynthesis. The reversible
      deformation at the load level of 2.500 N was significant
      different (p=0,0036). The average deformation was 1,99 mm
      within the nail group and 3,99 mm within the plate group.
      Between the load-level of 4.000 N and 5.000 N 5
      osteosynthesis failed in each group. There has been no
      significant difference between the two osteosynthesis methods
      (p=0,943). 3 of 8 nail osteosynthesis and 1 of 8 plate
      osteosynthesis didn’t fail. The failure occurred in most of
      the cases at the diaphysal screw connection. Only the sample
      2 with the NCB-plate osteosynthesis failed through a condyle
      breakage. A deformation ≥ 30 mm was achieved by the samples 3
      and 4 of the plate-osteosynthesis group. This study
      demonstrates that both systems generate a sufficient primary
      stability and a comparable biomechanical stability under
      axial, cyclic loading. The failure type is also comparable.
      There is only a significant difference in the reversible
      deformation which indicates a better flexibility. This can be
      an advantage in the fracture healing.