Einfluss unterschiedlicher Konservierungsmethoden auf die mechanische in vitro Stabilität von Knochen am Beispiel porciner Metatarsalia

Zur Etablierung neuer Osteosyntheseimplantate sind multiple Testverfahren an in vitro- Präparaten der gängige Standard. Dabei werden gegenwärtig frische, sowie frisch eingefrorene oder formalinfixierte Knochen verwendet und anschließend einer biomechanischen Testung ausgesetzt. Inwieweit eine solche...

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Main Author: Dos Santos, Vanessa
Contributors: Paletta, Jürgen R. (PD Dr. rer. nat.) (Thesis advisor)
Format: Doctoral Thesis
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2023
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Zur Etablierung neuer Osteosyntheseimplantate sind multiple Testverfahren an in vitro- Präparaten der gängige Standard. Dabei werden gegenwärtig frische, sowie frisch eingefrorene oder formalinfixierte Knochen verwendet und anschließend einer biomechanischen Testung ausgesetzt. Inwieweit eine solche Konservierung bzw. Fixierung die mechanischen Eigenschaften des Knochens unter den unterschiedlichen Belastungen beeinflusst, ist in der Literatur nur unzureichend untersucht. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss unterschiedlicher Konservierungs- und Fixierungsmethoden auf die mechanische Stabilität unter standardisierten Bedingungen zu untersuchen. Frische porcine Metatarsalia wurden nach erfolgter Präparation entsprechend der Konservierungs- bzw. Fixierungsmethode in 7 Gruppen aufgeteilt: Frische Knochen, Eingefrieren (-18°C), Einfrieren mit zyklischem Auftauen, im Vakuum gekühlt aufbewahrte frische Knochen (4°C), sowie nach Formalin-, Thiel- oder Alkohol- Glycerinfixierung. Vor und nach Konservierung/Fixierung erfolgte die Bestimmung der Knochendichte mittels Dual-Röntgen-Absorptiometrie (DXA). Für die Frakturerzeugung und mechanische Testung des Knochens wurde ein 3-Punkt- Biegemodell verwendet. Um den Einfluss der Konservierungs/-Fixierungsmethoden auf eine Osteosynthese zu untersuchen, wurden die frakturierten Knochen anschließend mit einer Plattenosteosynthese (DCP Kleinfragment-System, Synthes® Umkirch Deutschland) versorgt und erneut getestet. Betrachtet man die Ergebnisse bei Frakturentstehung, so zeigte sich ein einheitlicheres Bruchmuster bei chemischer Fixierung, im Gegensatz zu frischen oder physikalisch konservierten Knochen. Bei der Bruchkraft und Maximallast zeigten sich keine signifikanten Unterschiede. Wird jedoch die Druckverformung bei der Bruchkraft betrachtet, so ist diese sowohl bei Formalin- als auch bei Alkohol-Glycerinfixierung signifikant niedriger als bei frisch präparierten Knochen. Ähnliches gilt für die 47 Verformung bei Maximallast. Auch nach Osteosynthese zeigen chemisch fixierte Knochen eine geringere Druckverformung im Vergleich zu frischen Knochen. Die Ergebnisse zeigen, dass die getesteten physikalischen Konservierungsverfahren keinen Einfluss auf die mechanische Stabilität von Knochen haben. Bei chemischer Fixierung hingegen gilt diese Aussage nur eingeschränkt, so dass auf diese Weise fixierte Knochen nur für ausgewählte Fragestellungen herangezogen werden sollten.
DOI:10.17192/z2023.0608