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Erschienen in:
04.01.2017 | Frakturheilung | Leitthema
Stahl oder Titan bei der Osteosynthese
Eine mechanobiologische Perspektive
Erschienen in: Die Unfallchirurgie | Ausgabe 2/2017
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Hintergrund
Wird ein Implantat für die Stabilisierung einer Fraktur eingesetzt, entsteht ein mechanisches Konstrukt, das unmittelbaren Einfluss auf die Biologie der Knochenheilung nimmt. Dabei stellt die Stabilisierung von Frakturen hohe mechanische Anforderungen an Implantate, weshalb momentan fast ausschließlich Stahl oder Titan als Material verwendet wird.
Ziel der Arbeit
Der mögliche Bereich der erreichbaren mechanobiologischen Stimulation als Mechanotherapie in Abhängigkeit von der Plattensteifigkeit durch die Wahl des Plattenmaterials sowie die physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Materialoptionen sollen hier erörtert werden.
Material und Methoden
Ein Überblick über die Materialeigenschaften von Stahl und Titan wird gegeben. Am Beispiel dynamisch fixierter Frakturen langer Röhrenknochen wird die Plattenschwingstrecke (PSS; frakturnahe Schraubenkonfiguration) für verschiedene Finite-Elemente-Modelle der Plattenosteosynthese (Stahl/Titan) variiert. Die interfragmentäre Bewegung (IFB) als Maß der mechanobiologischen Stimulation wird ausgewertet.
Ergebnisse
Die Stimulation in Form der IFB variiert über den Frakturspalt und auch in Abhängigkeit vom Osteosynthesematerial und der -konfiguration. Der Einfluss des Materials erscheint dabei deutlich kleiner als der Einfluss der PSS, aber beides verliert seinen Einfluss weitgehend für eine überbrückte Fraktursituation (Kontakt). Mit einer flexibleren Titanplatte und großer PSS kann eine größere mechanobiologische Stimulation erzeugt werden.
Diskussion
Eine Voraussetzung für die sekundäre Frakturheilung ist eine angemessene mechanobiologische Umgebung, welche durch das Osteosynthesematerial und die -konfiguration gesteuert werden kann, aber auch durch die Art der Fraktur und Belastung beeinflusst wird.