Morphometrische und biomechanische Untersuchungen an Pins aus boviner Kompakta vor und nach Implantation am Kaninchen

Einleitung Ein großer Teil der unfallchirurgischen Tätigkeit befasst sich mit der Stabilisierung und Heilung von Frakturen. Bei der Versorgung von stressfreien Frakturen besteht zunehmend die Möglichkeit, biodegradierbare Materialien als Fixationselemente einzusetzen. Inzwischen sind die verwendbar...

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Pega, Jochen Alexander
Beteiligte: Schnabel, Michael (Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2006
Operative Medizin
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Einleitung Ein großer Teil der unfallchirurgischen Tätigkeit befasst sich mit der Stabilisierung und Heilung von Frakturen. Bei der Versorgung von stressfreien Frakturen besteht zunehmend die Möglichkeit, biodegradierbare Materialien als Fixationselemente einzusetzen. Inzwischen sind die verwendbaren Materialien bezüglich ihrer biomechanischen Eigenschaften und ihres Abbauverhaltens gut untersucht. Dabei wurden in der Vergangenheit die Eigenschaften von verschiedenen Materialien durch diverse Prozessierungs- und Sterilisationsverfahren modifiziert. Weiterhin liegen inzwischen breite Studien in Bezug auf die Anwendungsgebiete von biodegradierbaren Materialien, sowohl aus Tierversuchen als auch aus der Anwendung beim Menschen, vor. Die vorliegende Studienarbeit sollte über Festigkeitsverluste durch intramedulläre und intramuskuläre Abbauvorgänge boviner CB 2,0 mm Pins der Fa. Tutogen© nach Implantation am Kaninchen Aufschluss geben. Diese Pins sollen im klinischen Alltag als Fixationselemente dienen. Nach unterschiedlichen Implantationszeiträumen sollten nach Explantation der Pins die morphometrischen und biomechanischen Parameter bestimmt werden und anhand der Ergebnisse auf eine eventuelle Eignung zum Einsatz als Fixationsmaterial im Rahmen stressarmer Frakturen geschlossen werden. Material und Methoden Es wurden autoklavierte und gammasterilisierte Pins aus boviner Tibiakompakta der Firma Tutogen© mit 2,0 mm Durchmesser in die den Femurmarkraum und die autochthone Rückenmuskulatur von 36 Chinchilla Bastard Kaninchen eingesetzt. Die Kaninchen wurden randomisiert und in 9 Gruppen à 4 Tiere eingeteilt. Nach einem Implantationszeitraum von einem Tag, drei Tagen, einer Woche, zwei, vier, acht, 16, 32 und 52 Wochen wurden die Tiere abgetötet und die Implantate explantiert. Die entnommenen Pins wurden morphometrisch vermessen und im Drei-Punkt-Biegeversuch und im Scherversuch getestet. Als Vergleichswert zu den implantierten Pins wurden je 12 autoklavierte und gammasterilisierte Pins morphometrisch vermessen und im Trockenzustand biomechanisch getestet. Anschließend erfolgte die statistische Auswertung der Ergebnisse im zeitlichen Verlauf für gammasterilisierte und autoklavierte Pins und der Vergleich der beiden Implantatarten. Zur Erhöhung der statistischen Aussagekraft wurden die Ergebnisse der Testung nochmals in drei Gruppen (Trockenzustand, ein Tag bis vier Wochen, acht Wochen bis 52 Wochen) zusammengefasst und anhand der morphometrischen Eigenschaften, des E-Moduls, der Biegefestigkeit, der Scherfestigkeit und der Durchbiegung zum Zeitpunkt des Bruches bewertet. Ergebnisse Die autoklavierten Pins zeigten im Trockenzustand eine statistisch signifikant höhere Biege- und Scherfestigkeit als die gammasterilisierten. Beide Implantatarten waren mit den biomechanischen Parametern der humanen Kompakta vergleichbar. Nach einem Tag Implantationsdauer ging bei beiden Implantatarten die Festigkeit am stärksten innerhalb des Versuchszeitraumes von 52 Wochen verloren. Hier könnte ein Rehydratationseffekt der entscheidende Einflussfaktor für die großen Stabilitätseinbußen innerhalb der ersten 24 Stunden nach Implantation sein. Dabei waren die biomechanischen Eigenschaften nach 24 Stunden Implantationsdauer bei den autoklavierten Pins noch immer mit denen der humanen Kompakta vergleichbar und gaben bis zum Ende des Versuchszeitraumes nach 52 Wochen ihre Festigkeit langsam ab. Die biomechanische Festigkeit der gammasterilisierten Pins fiel bereist nach 24 Stunden Implantationsdauer unter die biomechanische Festigkeit der humanen Kompakta. Zusammenfassung: Als Sterilisationsverfahren zur Prozessierung von Pins aus boviner Kompakta ist unter biomechanischen Gesichtspunkten die Autoklavierung der Gammasterilisation vorzuziehen. Die autoklavierten Pins wiesen über den gesamten Untersuchungszeitraum hin höhere Werte für Biege- und Scherfestigkeit und eine günstigere Degradationskinetik auf als die gammasterilisierten Pins. Einschränkend ist jedoch zu sagen, dass sich sowohl die gammasterilisierten als auch die autoklavierten CB 2,0 mm Pins sowohl intraindividuell als auch interindividuell sehr unterschiedlich verhielten. Auch waren die verwendeten Pins sehr klein. Somit ist eine Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die Eignung als Fixationselemente bei stressarmen Frakturen am humanen Knochen nur bedingt aussagekräftig. Hier sind weitere Untersuchungen notwendig.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2006.0720