Regensburg, Univ., Diss., 2009.

Freie Universiẗat, Diss., 2003--Berlin. / Dateiformat: zip, Dateien im PDF-Format. Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2004.

Die Snake Plate ist ein im Composite Flow Moulding Verfahren (CFM) aus endlosen Kohlenstofffasern und PEEK (CF/P) hergestelltes neues Implantat für die Frakturbehandlung. Besondere Merkmale sind hohe Formbeständigkeit, konvergierende, winkelstabile Schrauben sowie eine völlige Strahlendurchlässigkeit. Integrierte Tantalfäden machen die Platte artefaktfrei radiologisch sichtbar. Ziel dieser in vivo Studie war ein Vergleich des Heilungsverlaufes zwischen der 7-Loch Snake Plate und der bereits klinische verwendeten 7-Loch LCP. Die Tiere wurden in 2 Gruppen (n=6) zufällig aufgeteilt. Eine 0,6mm breite Osteotomie der rechten Schafstibia wurde mit der Snake Plate bzw. der LCP und 6 winkelstabilen Schrauben versorgt. Zur postoperativen Fluoreszenzmarkierung des Kalzifizierungsprozesses erhielten die Tiere in der 5. Woche Xylenol Orange und in der 7. Woche Calcein Grün. Die Makrophagen/Histiozyten- Schichtdicke des Weichteilgewebes wurde computerunterstützt semiquantitativ vermessen. Eine qualitative Beurteilung der Gewebszonen und der Sentinel Lymphknoten folgte. Der Kalzifizierungsprozess in der Osteotomiezone wurde computerunterstützt quantitativ erfasst und qualitativ beurteilt. Die Osseointegration der Schrauben wurde quantifiziert, indem der prozentuale direkte Schrauben-Knochen-Kontakt computerunterstützt berechnet wurde. Die Knochenumbauvorgänge im Bereich des Schrauben-Knochen-Interfaces wurden erfasst, indem die Anzahl der Osteone gezählt und ihre Tiefe in den Bereich der Kortikalis errechnet wurde. Es ergaben sich zwischen den Gruppen hinsichtlich der semiquantitativen Ausmessung der Makrophagen-Histiozyten-Schichtdicke keine Unterschiede. Die zelluläre Zusammensetzung im plattennahen Weichteilgewebe zeigte keine Unterschiede. Abriebpartikel wurden in den Sentinel-Lymphknoten nicht gefunden. Zwischen den Gruppen zeigten sich keine Unterschiede im Ausmaß des kalzifizierten Kallusgewebes im Osteotomiespalt. Die knöcherne Überbrückung der Frakturzone war plattennah weiter fortgeschritten als plattenfern. Die qualitative Beurteilung war unauffällig und in beiden Gruppen ähnlich weit fortgeschritten. In der Beurteilung des Knochenumbauprozesses konnten zwischen den beiden Gruppen keine Unterschiede gefunden werden. Auch im zeitlichen Verlauf der Heilung zeigten sich in beiden Gruppen keine Unterschiede. Die Titan-Schrauben wiesen eine signifikant höhere direkte Knochen-Kontakt Zone auf als die PEEK-Schrauben. Im Allgemeinen zeigt sich das Gewebe sowohl im Kontakt mit den Kohlefaserimplantaten als auch mit den Titanimplantaten reizarm und ohne die bei Entzündungen üblichen zellulären Reaktionen. Die biologischen und mechanischen Bedingungen der beiden Plattenarten müssen offensichtlich ähnlich sein, da die Frakturheilung in beiden Gruppen gut fortgeschritten war. Der geringere direkte Knochenanteil der PEEK-Schraube ist wahrscheinlich materialbedingt. Es ist bekannt, dass Knochenzellen sich direkt auf Titanmaterialien ablagern können, wodurch das Einwachsverhalten in den Knochen begünstigt werden kann. Einen Einfluss der unterschiedlichen Biokompatibilitäten der Implantatmaterialien auf die Knochenumbauprozesse im Bereich des Schrauben-Knochen-Interfaces konnte nicht nachgewiesen werden. Die Verbesserung des Interface zwischen Knochen und Implantat ist immer noch ein ungelöstes Problem. Ziel ist es, eine geeignete Umgebung zu schaffen, durch die das natürliche Potential des Knochens zur Regeneration stimuliert und maximiert werden kann. In weiteren Studien sollte untersucht werden, ob die Biokompatibilität der neu entwickelten PEEK-Schraube durch unterschiedliche Oberflächen-behandlungen, beispielsweise mit Titan, erhöht werden kann und daraus eine bessere Osseointegration erzielt werden könnte. / The Snake Plate, produced out of carbon fibre and PEEK (CF/P) by using the composite flow moulding method (CFM),is a new implant for fracture treatment. The special features are resistance to deformation, converging locking screws and radiolucency. The Radiological visualization free of artefacts is made possible by integrated tantal threads. The goal of this “in vivo study” was to compare the process of recovery using the seven-hole Snake Plate to the actual in clinical use seven-hole LCP. The animals were randomly divided into two groups (n=6). A 0.6 mm wide osteotomy of the right tibia was stabilized with the snake plate for the one and LCPs for the other group. All were fixed with six locking screws. The animals received Xylenol orange in week five and Calcein green in week seven as fluorescent dye in order to mark the postsurgical calcification process. The thickness of the macrophage/histiocyte layer of the soft part tissue was measured in a computer-assisted and semi-quantitative way. It was followed by a qualitative assessment of the different layers of the tissue and of the sentinel lymphatic nodes. The process of calcification in the osteotomy area was also measured computer-assisted and was qualitative assessed. The osseointegration of the screws was quantified by a computer-assisted calculation of the percentage of direct contact between screws and bone. The osteogenetic processes in the interface between screws and bone were measured by counting the osteones and calculating their depth in the area of the corticalis. Neither the semi-quantitative measurements of the macrophage/histiocyte layers nor the cellular composition of the soft part tissues near the plate showed different results for the two groups. No particles of attrition were found in the sentinel lymphatic nodes. The two groups did not show any differences concerning the semi-quantitative measurements of the macrophage/histiocyte layers. There was also no difference regarding the amount of calcified callus in the gap of osteotomy. The osseous bridging of the fracture zone was further advanced near the plate. The qualitative assessment was not unusual and the progress was comparable in both groups. There were no differences between the two groups concerning assessment of the osteogenetic processes. The chronological process of the consolidation did not show any differences between the two groups either. The area of direct bone contact was significantly higher with the titanium screws than with the PEEK-screws. In general the tissue was hardly irritable in contact with the carbon fibre implants as well as with the titanium implants. Neither were there any cellular reactions typical for inflammations. The biological and mechanical conditions of the two types of plates are apparently similar, as the healing of the fracture was advanced in both groups. The low direct bone contact of the PEEK-screws is probably associated with the material. It is well-known that osteocytes can accumulate on titanium, a fact which may favour the growing-in of the material into the bone. An influence of the different biological compatibilities of the materials of the implantations on the osteogenetic processes in the interface between screws and bone could not be proven. The improvement of the interface between bone and implant is still an unsolved problem. The aim is to create a suitable environment for stimulating and maximizing the natural regenerative potential of the bone. Further studies should be carried out in order to find out whether the biological compatibility of the new PEEK-screw can be improved by treating its surface with titanium for example. This might lead to an improvement in osseointegration.

In dieser Studie wird die biomechanische Stabilität des anterioren subkutanen Fixateur Interne (USS II Polyaxiales- bzw. Click’X System) zur Stabilisierung der vorderen Beckenringverletzung mit der des supraacetabulären Fixateur Externe verglichen. An 36 Beckenmodellen aus Polyurethanschaum wurden instabile Beckenringverletzungen generiert. Diese wurden zunächst posterior mit je zwei sakroiliakalen Schrauben und anterior jeweils mit einem der drei genannten Fixateure versorgt und dann im Einbeinstand für je 1000 Zyklen mit 300, 400 und 500 N be- und entlastet. Statistisch zeigt sich zwischen den drei Gruppen kein signifikanter Unterschied für die Stabilität. Mit geringeren Komplikationsraten und vergleichbarer Stabilität bietet der anteriore subkutane Fixateur Interne klinisch sowie biomechanisch eine Alternative zum Fixateur Externe. Zudem besteht die Forderung nach einem für die Beckenringfixation konzipierten subkutanen Fixations-System, das unerwünschte Bewegungsfreiheiten des Titanbügels verhindert und damit Risiken für die Patienten minimiert. / This study compares the biomechanical stability of anterior subcutaneous fixation (USS II Polyaxial- resp. Click’X system) of pelvic ring injuries to the supraacetabular external fixator. On 36 synthetic pelvic bone models an unstable pelvic ring fracture was generated. Posterior fixation was achieved by two sacroiliacal screws. Anterior fixation was performed with one of the three mentioned Fixators. They were tested for each 1000 cycles with 300, 400, and 500 N using a single-leg stance model. Statistically there was no significant difference in stabilitiy between any of the groups. With a smaller rate of complication and comparable stability the anterior subcutaneous fixator clinically and biomechanically offers an alternative to the external fixator. Further, a fixation device specifically designed for pelvic ring fixation is required to prevent undesired movement of the titanious rod and thereby minimize risks for the patients.

Bei der internen, extramedullären Osteosynthese des distalen Femurs, auf die sich diese Arbeit fokussiert, haben sich in den letzten Jahren interessante Entwicklungen vollzogen. Ausgehend von unzufriedenstellenden Komplikationsraten wurden neue Wege in der Versorgung dieser schwierigen Frakturen gesucht. Osteosynthesematerialien, Repositionstechniken, die Technik der Implantatplatzierung und die Implantate selbst, bei denen die Entwicklung zu winkelstabilen Systemen gegangen ist, haben sich grundlegend geändert. Die vorliegende Arbeit analysiert in einer retrospektiven Studie distale Femurfrakturen, die zwischen dem 1.1.1995 und 31.9.2000 entweder mit einem Fixateur interne (LISS) oder mit der konventionellen Plattenosteosynthese versorgt wurden. In die Studie konnten 51 Patienten mit 54 distalen Femurfrakturen eingeschlossen werden. Die Infektionsrate war in der LISS-Gruppe (0% versus 11,1%) nichtsignifikant geringer, die Rate der verzögerten Frakturheilungen war nichtsignifikant höher. Die einzige verzögerte Frakturheilung (LISS-Gruppe), die einer sekundären chirurgischen Intervention bedurfte, wurde bei einer Patientin mit einem großen Knochendefekt gesehen, der ohne primäre Spongiosaplastik therapiert worden war. Pseudarthrosen traten in beiden Gruppen nicht auf. Die Rate des Materialversagens unterschied sich nicht signifikant. Beim LISS kam es nicht, wie bei den konventionellen Implantaten zu sekundären Repositionsverlusten, es wurden aber im Anfang der klinischen Einführung proximale Schraubenausrisse aufgrund einer Fehlplatzierung gesehen. Es konnte gezeigt werden, dass es durch die Verwendung des LISS und die indirekten Repositionstechniken zu keiner Zunahme der Achsfehlstellungen oder der Operationszeit kam. Die funktionellen Einzelergebnisse und die Punktzahl der erhobenen Scores (Neer-Score und Lysholm-Score) unterschieden sich nicht signifikant. / Internal, extramedullary osteosynthesis of distal femoral fractures which are focussed on in this study has been influenced by interesting developments in recent years. Driven by unsatisfying complication rates new fracture treatments have been looked for. Osteosynthesis materials, reduction techniques, techniques of implant placement and implants themselves - where development went to angular stable systems - have changed decisively. This study analyzes in a retrospective setting distal femoral fractures which were treated between 1.1.1995 and 31.9.2000 either with an internal fixator (LISS) or with conventional plate osteosynthesis. In this study 51 patients with 54 distal femoral fractures could be included. The Infection rate was non significantly lower in the LISS group (0% versus 11,1%), the rate of delayed union was non significantly higher. The only delayed union in the LISS group which needed secondary surgical intervention was seen in a patient with considerate bone loss which was not treated by primary bone grafting. Non-unions were not seen in either group. The rate of implant failure did not differ significantly. In the LISS group no secondary loss of reduction (like in the group with conventional plate osteosyntesis) was seen but proximal screw pull out due to malplacement was reported in the beginning of clinical introduction. It could be demonstrated the LISS and indirect reduction leading not to a higher rate of malalignement nor to prolonged theatre times. Functional results and the point score of the Neer Score and the Lysholm Score showed no significant difference.