Zusammenfassung
Studienziel: Fadenanker gewinnen zur Refixation von Weichteilstrukturen an Knochenflächen immer
mehr an Bedeutung. Heute gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Ankertypen. Bei den
biointegrablen CB-Ankern aus boviner Kompakta, die es mit einem Durchmesser von 3
mm (CB3-Anker), 4 mm (CB4-Anker) und 5 mm (CB5-Anker) gibt, handelt es sich bezüglich
der Implantationstechnik um Push-in-Anker und bezüglich der biomechanischen Wirkungsweise
um eine Kombination aus Press-fit- und Angulations-Ankern. Ziel war die Feststellung
der Ausreißfestigkeit der CB-Anker in einer biomechanischen Studie. Methode: Im zweifachen Worst-Case-Szenario, d. h. Ankerimplantation über offener Spongiosafläche
und Zugbelastung in der Ankerlängsachse wurden die mit Stahldraht armierten CB-Anker
bei einer Zuggeschwindigkeit von 10 und 500 mm/min auf ihre Fixationsfestigkeit hin
getestet. Ergebnisse: An der Testposition mit der dichteren und festeren Spongiosa wurde für alle drei
Ankergrößen eine deutlich höheren Fixationsfestigkeit nachgewiesen. Die CB4- und CB5-Anker
erbrachten eine höhere Fixationsfestigkeit als die CB3-Anker. Bei allen drei Ankergrößen
war die Fixationsfestigkeit bei der schnellen Zuggeschwindigkeit höher als bei der
langsamen Zuggeschwindigkeit, am stärksten ausgeprägt für die CB4- und CB5-Anker an
der Testposition 1, wahrscheinlich zurückzuführen auf den abrupteren Zug dezentral
an den Ankern und einer dadurch hervorgerufenen Verkippung und Verkeilung in der Spongiosa.
Weiterhin zeigte sich eine deutliche Abhängigkeit der Fixationsfestigkeit der CB-Anker
von der computertomographisch gemessenen trabekulären Knochenmineralisationsdichte
am Implantationsort. Bei etwa gleichen mittleren Dichtewerten erbrachten die CB4-
und CB5-Anker auch etwa die gleich hohe mittlere Fixationsfestigkeit. Für die CB4-Anker
wurde zwischen Knochenmineralisationsdichte und Fixationsfestigkeit ein Korrelationskoeffizient
von 0,869 berechnet und für die CB5-Anker ein Koeffizient von 0,716, für die CB3-Anker
hingegen nur ein Koeffizient von 0,413. Schlussfolgerung: Aus den experimentellen Untersuchungen lässt sich ersehen, dass die CB-Anker zur
Erlangung einer sicheren Press-fit-Fixation im knöchernen Lager auf feste und dichte
Spongiosa angewiesen sind. In der nachgewiesenen Zunahme der Fixationsfestigkeit unter
der höheren Ausreissgeschwindigkeit von 500 mm/min zeigt sich, dass die biomechanische
Wirkungsweise der CB-Anker nicht nur auf einer Press-fit-Fixation, sondern auch auf
einer Angulations-Fixation beruhen dürfte, indem durch den schnellen exzentrischen
Zug eine stärkere zur Verkeilung in der Spongiosa führende Verkippung der Anker induziert
wird. Daraus leitet sich ab, in der Praxis die CB-Anker nach der Implantation in weicher
und rarefizierter Spongiosa mit schnellem und kurzem axialen Zug an den Fäden auf
festen Sitz im Knochen zu überprüfen, um die Angulation zu fördern.
Abstract
Aim: Suture anchors of various designs have gained wide acceptance for securing soft tissues
to bone. The biointegrable Tutofix CB anchors derived from bovine compact bone are
available with diameters of 3 mm (CB3 anchor), 4 mm (CB4 anchor) and 5 mm (CB5 anchor).
The CB anchors are push-in anchors and, from the biomechanical standpoint, they are
a combination of press-fit and angulation anchors. The purpose of this study was to
evaluate the CB anchors for singular pull load-to-failure strength using porcine tibial
head specimens as a test model. Methods: In all specimens, the joint surface was removed by performing a subchondral osteotomy.
Axial PQ-CT scans of 12 specimens were obtained to determine the trabecular BMD. The
anchors were implanted posteromedially and centrolaterally in the porcine tibial head
specimens. After threading the anchors with a steel suture and predrilling of the
anchor holes perpendicular to the osteotomy surface they were inserted 4 mm below
the osteotomy surface. A universal testing machine applied tensile loads parallel
to the axis of insertion at rates of 10 mm/min and 500 mm/min until pull-out failure
or anchor breakage and mean anchor fixation strengths were calculated. Results: The fixation strength of the CB anchors was found to be much higher at the dorsomedial
implantation site than at the centrolateral implantation site. The CB4 anchors and
CB5 anchors provided nearly the same fixation strength at a level much higher than
that of the CB3 anchors. Bone mineral density had a strong influence on axial pull-out
force of the anchors, especially the CB4 anchors and CB5 anchors. The overall correlation
coefficient for bone mineral density with ultimate load-to-failure was 0.869 for the
CB4 anchors and 0.716 for the CB5 anchors. Differences in failure strengths were also
seen between the low and high extraction rates. With the high extraction rate much
higher failure strengths were obtained than with the low extraction rate. The sudden
pull eccentrically on the anchors caused a better fixation due to angulation of the
anchor within the drill holes. Conclusion: In spite of the double worst-case scenario in the testing conditions, the CB anchors
provided a high fixation strength in the trabecular bone of porcine tibial head specimens
with the CB4 anchors and CB5 anchors being nearly equal and both being superior to
the CB3 anchors. Bone mineral density had a strong influence on the axial pull-out
force. Our results show that the CB anchors seem to be a reasonable alternative to
metal and bioabsorbable suture anchors.
Schlüsselwörter
Fadenanker - CB-Anker - biomechanische Testung - Fixationsfestigkeit
Key words
suture anchors - CB anchors - biomechanical testing - failure strength
Literatur
strehl@med.uni-marburg.de
