Zusammenfassung
Zielsetzung/Hypothese
Die Versorgung proximaler Tibiafrakturen mittels herkömmlicher Osteosyntheseverfahren
gilt als schwierig, wobei jedes Verfahren spezielle biologische und biomechanische
Besonderheiten aufwirft. Es soll deshalb die biomechanisch experimentelle Untersuchung
eines neu entwickelten intramedullären Nagels für proximale Tibiafrakturen (Proximaler
Tibianagel = PTN) vorgenommen und sein erster klinischer Einsatz dokumentiert werden.
Design
Insgesamt wurden an unserer Klinik 20 Patienten mit Frakturen der proximalen Tibia
(Segmente 41 und apikales Segment 42 nach AO) mit dem neuen PTN operativ stabilisiert
und die Verläufe dokumentiert. Im Rahmen der biomechanischen Untersuchung wurden humane
Tibiaknochen nach einer hohen 10-mm-Osteotomie am Übergang der Segmente 41 und 42
nach AO mit dem neuen PTN und alternativen Osteosynthesen stabilisiert. Anschließend
erfolgte die biomechanische Untersuchung der Knochen-Implantat-Konstrukte nach Einbettung
der proximalen und distalen Knochenenden in PMMA. Es wurde eine vertikal-außeraxiale
Kraft von 350 N aufgebracht und die hierbei auftretende Dislokation der Knochenfragmente
gemessen. Dieses Verhältnis wurde anschließend als Kraft-Weg-Diagramm dargestellt
und die Kurvensteigung bei 350 N errechnet.
Ergebnisse
Im Rahmen der klinischen Anwendung kam es zu keinem Implantatversagen, insbesondere
Nagelbruch. Fehlstellungen wurden in vier Fällen gesehen, wobei 3 dieser Fehlstellungen
unter 5° betrugen. Der PTN zeigte biomechanisch für die außeraxiale Belastung eine
hohe Steifigkeit im Vergleich mit den alternativen Osteosyntheseverfahren.
Schlussfolgerung
Der neue PTN ermöglicht eine biomechanisch stabile Fixation proximaler Tibiafrakturen.
Die sich ergebenden Vorteile der biologischen und gleichzeitig stabilen Osteosynthese
bedürfen weiterer klinischer Evaluation.
Abstract
Aim/Hypothesis
Treatment of proximal tibial fractures by means of conventional osteosyntheses is
considered to be difficult. Each operative procedure generates specific problems with
a biological or biomechanical focus. Analysis of the biomechanical behaviour and the
clinical use of a newly developed intramedullary nail for the treatment of proximal
tibial fractures (Proximal Tibial Nail=PTN) is intended in the following study.
Design
20 patients with fractures of the proximal tibia (segment 41 and upper 42 following
the AO-classification) were treated operatively with the new PTN and documented prospectively.
In a laboratory biomechanical analysis, paired human tibial bones were stabilized
with the new PTN after creation of a 10 mm gap osteotomy at the transition of segment
41 the 42 following AO. Biomechanical analysis was performed with an axial load of
350 N after fixation of the proximal and distal parts of the bone with PMMA. Dislocation
and forces were measured and stiffness calculated at 350 N.
Results
During the whole clinical documentation series, no implant related failure of fixation
or nail breakage was seen. Malalignment was documented in 4 cases with only one case
of more than 5° of malalignment. PTN showed a high biomechanical stability under axial
loading when compared to the alternative osteosyntheses.
Conclusion
The newly developed PTN provides high stability in the fixation of proximal tibial
fractures. The advantages of this biological and stable fixation require further clinical
evaluation.
Literatur
1
Buehler K C, Green J, Woll T S, Duwelius P J.
A technique for intramedullary nailing of proximal third tibia fractures.
J Orthop Trauma.
1997;
11
218-223
2 Burstein A H, Wright T M. Biomechanik in Orthopädie und Traumatologie. Stuttgart,
New York; Thieme Verlag 1997: 103-106
3
Cole J D.
Intramedullary fixation of proximal tibia fractures.
Techn in Orthop.
1998;
13
27-37
4
Cordey J, Borgeaud M, Perren S M.
Force between the plate and the bone: relative importance of the bending stiffness
of the screws and the friction between plate and bone.
Injury.
2000;
31
S-C21-28
5
Dendrinos G K, Kontos S, Katsenis D, Dalas A.
Treatment of high-energy tibial plateau fractures by the Ilizariv circular fixator.
JBJS (Br).
1996;
78
710-717
6
Duwelius P J, Buehler K, Green J.
The universal distractor: the evolution of a technique to reduce tibia fractures.
Techn in Orthop.
1997;
12
280-288
7 Eingartner C. Zur osteosynthetischen Stabilisierung der proximalen Tibiaschaftfraktur
- Eine klinische und experimentelle Untersuchung. Habilitationsschrift für das Fach
Chirurgie/Unfall- und Wiederherstellungschirurgie. Medizinische Fakultät der Eberhard-Karls-Universität
Tübingen 2001
8
Freedman E L, Johnson E E.
Radiographic analysis of tibia fracture malalignment following intramedullary nailing.
Clin Orthop.
1995;
315
25-33
9
Grütter R, Cordey J, Wahl D, Koller B, Regazzoni P.
A biomechanical enigma: why are tibial fractures not more frequent in the elderly.
Injury.
2000;
31
SC72-SC77
10
Hansen M, Gercek E, Blum J, Rommens P M.
Osteosynthetische Versorgung proximaler extraartikulärer Tibiafrakturen - Indikationen,
Komplikationen, Ergebnisse.
Unfallchirurgie.
1999;
25
174-182
11
Hansen M, Blum J, Mehler D, Voltmer W, Rommens P M.
Stability of osteosyntheses of the proximal tibia - a biomechanical experimental comparison
of four different implants with a new Proximal Tibial Nail (PTN).
Journal of Orthop Res.
2003;
12
Horwitz D S, Bachus K N, Craig M A, Peters C L.
A biomechanical analysis of internal fixation of complex tibial plateau fractures.
J Orthop Trauma.
1999;
13
545-549
13
Krettek C, Miclau T, Schandelmeier P, Stephan C, Möhlmann U, Tscherne H.
The mechanical effect of blocking screws (“Poller screws”) in stabilising tibia fractures
with short proximal or distal fragments after insertion of small diameter intramedullary
nails.
J Orthop Trauma.
1999;
13
550-553
14
Krettek C, Stephan C, Schandelmeier P, Richter M, Pape H C, Miclau T.
The use of Poller screws as blocking screws in stabilising tibial fractures treated
with small diameter intramedullary nails.
JBJS (Br).
1999;
81
963-968
15
Lang G J, Cohen B E, Bosse M J, Kellam J F.
Proximal third tibia fractures - should they be nailed?.
Clin Orthop.
1995;
315
64-74
16
Laurence M, Freeman M AR, Swanson S AV.
Engineering considerations in the internal fixation of fractures of the tibial shaft.
JBJS (Br).
1969;
51
754-768
17 Müller M E, Allgöwer M, Schneider R, Willenegger H. Manual der Osteosynthese. AO-Technik. Berlin,
Heidelberg, New York; Springer Verlag 1992
18
Ricci W H, O'Boyle M, Borrelli J, Bellabarbara C, Sanders R.
Fractures of the proximal third of the tibial shaft treated with intramedullary nails
and blocking screws.
J Orthop Trauma.
2001;
15
264-270
19
Roberts C S, McQuillen M, Seligson D.
Ring fixation of proximal tibia fractures.
Oste Int.
1997;
5
35-39
20
Rommens P M, Gielen J, Broos P, Gruwez J.
Intrinsic problems with the external fixation device of Hoffman-Vidal-Adrey: A critical
evaluation of 117 patients with complex tibial shaft fractures.
J of Trauma.
1989;
29
630-638
21
Schandelmeier P, Krettek C, Tscherne H.
Biomechanische Untersuchungen von 9 Tibiaverriegelungsnägeln im Knochen-Implantat-Verbund.
Unfallchirurg.
1994;
97
600-608
22
Schlenzka R, Gotzen L, Schmidt R.
Stabilisierung kurzer proximaler und distaler Hauptfragmente mit dem Monofixateur.
Eine experimentelle Studie. Teil I. Axiale Belastung.
Unfallchirurg.
1986;
89
214-219
23
Schlenzka R, Gotzen L, Schmidt R.
Stabilisierung kurzer proximaler und distaler Hauptfragmente mit dem Monofixateur.
Eine experimentelle Studie. Teil II. Biegebelastung.
Unfallchirurg.
1986;
89
382-388
24 Schreitmüller E, Goldhahn J, Müller C A, Pfister U, Hehli M. Biomechanische Untersuchung
verschiedener Osteosyntheseverfahren zur Versorgung proximaler Tibiaschaftfrakturen.
4. Europäischer Unfallkongress - Trauma 2000, 10. - 13. September 2000, Hannover,
Germany. 2000
25
Schütz M, Raschke M, Hoffmann R.
Die zusätzliche Applikation eines AO Zangenfixateurs erhöht die Primärstabilität nach
unaufgebohrter Marknagelung proximaler Tibiafrakturen - Eine biomechanische Kadaverstudie.
Hefte zu der Unfallchirurg.
1997;
268
779-782
26
Tornetta P, Collins E.
Semiextended position for intramedullary nailing of the proximal tibia.
Clin Orthop.
1996;
328
185-189
27
Wagner H E, Jakob R P.
Zur Problematik der Plattenosteosynthese bei den bikondylären Tibiakopffrakturen.
Unfallchirurg.
1986;
89
304-311
28 Watson J T.
Tibia: proximal. Rüedi TP, Murphy WM AO Principles of Fracture Management. Stuttgart, New York; Thieme
Verlag 2000
1 Finanziell unterstützt durch die AO/ASIF Foundation (Research Project 99-H52)
Dr. med. M. Hansen
Klinik für Unfallchirurgie Johannes-Gutenberg-Universität Mainz
Langenbeckstraße 1
55131 Mainz
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