Die Kahnbeinfraktur ereignet sich als die häufigste Fraktur innerhalb der Handwurzelknochen. Als Pathomechanismus wird hauptsächlich der Sturz auf die nach dorsal hyperextendierte ulnar abduzierte Hand angesehen. Bei rechtzeitiger Diagnose und sofortiger Intervention lassen sich sehr gute Heilungsergebnisse erzielen und eine Pseudarthrosebildung verhindern. Für die akute dislozierte B2-Fraktur nach Herbert hat sich die intraossäre Fixation als bewährtes Behandlungs-verfahren etabliert. In der Klinik stehen dafür eine Vielzahl von intraossären Schrauben zur Verfügung, die sich in ihren technischen Eigenschaften teilweise stark unterscheiden. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines biomechanischen Versuchsaufbaues, das im experimentellen Vergleich verschiedener Osteosynthese-verfahren am Os scaphoideum Anwendung finden soll. Die experimentell ermittelten Ergebnisse ermöglichen eine Aussage über die Primärstabilität, die allein durch die Verankerung des Implantats im Knochen erreicht wird. In der hier vorliegenden in vitro Studie wurden sechs unversehrte anomaliefreie humane Kahnbeine der Hand, gestellt durch das Institut für Anatomie der Universitätsklinik Leipzig, vollständig von Bändern und umgebenden Weichteil-gewebe befreit. Zur Vermeidung eines Positionsverlustes beider Fragmentenden erfolgte zunächst die Osteosynthese durch Insertion einer Herbertschraube und anschließend die Osteotomie mittels oszillierender Knochensäge im Sinne einer nicht-dislozierten Fraktur im mittleren Drittel. Die verwendete Herbertschraube der Firma Martin® war 21 mm lang und zählt zu den Standardimplantaten. Sie verfügt über zwei endständige Gewinde, die sich in Durchmesser und Gewindesteigung jeweils unterscheiden. Über einen Führungs-draht kann eine exakte Positionierung des kanülierten Implantats erreicht werden. Durch selbstbohrende und selbstschneidende Eigenschaften wird eine regelrechte Schraubenimplantation bei nur minimaler Knochensubstanzreduktion ermöglicht. Die Knochen-Implantat-Verbindung wurde zweizeitig unter penibler Aussparung des Frakturspaltes in je 2 kubische eiserne Pfannen mit den Abmaßen 2,0 cm x 2,0 cm x 2,0 cm geklebt. Hierfür diente Sikadur®-31 CF Normal, ein lösemittelfreier, thixotroper Zweikomponentenkleber auf Epoxidharzbasis. In Zusammenarbeit mit der HTWK Leipzig erfolgte nach vollständiger Aushärtung der gesamten Testeinheit die Einspannung und Ausrichtung in die elektromechanische Prüfmaschine vom Typ LFM-H der Firma Walter + Bai AG. Zur Datenerhebung diente eine in den Versuchs-aufbau eingebrachte Kraftmessdose, die nach Einspannung des Testobjektes kalibriert wurde. An den beiden Eisenpfannen wurden zwei Branchen des Wegmess-systems platziert. Der Weg wurde als Regelgröße festgelegt. Die drei Kanäle speicherten 1-Zeitwerte, 2- Kraftwerte und 3- Wegwerte. Wichtige Kriterien für das Design einer biomechanischen Studie sind das Einhalten standardisierter Bedingungen und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Nach Abschluss der Vorversuche und Auswertung der Ergebnisse ergaben sich folgende Erkenntnisse: 1) Zyklisch eingeleitete Kraft in Form von sinusförmigen Schwingungen ermöglichen eine standardisierte Verifizierbarkeit der Ergebnisse. Innerhalb dieser Studie wurde die Frequenz der wechselnden Belastungsrichtung auf 0,5 Hz festgelegt. Ein Belastungzyklus umfasste 100 sinusförmige Schwingungen. 2) Die Krafteinleitung soll über einen definierten Weg geschehen, damit Stadien vor dem definitiven Implantatversagen erfasst werden können. 3) Nach Abschluss eines Belastungszyklus soll die Auslenkung auf das nächsthöhere Belastungsniveau um einen definierten Weg erfolgen. Aus den Erkenntnissen des letzten Vorversuches profitierend wurde eine Auslenkungs-erhöhung um je 10 µm festgelegt. 4) Für die experimentelle Testung der Primärfestigkeit zwischen Os scaphoideum und intraossärem Implantat empfiehlt sich neben der exakten Schraubeninsertion eine Ausrichtung des Testkörpers entsprechend der Krafteinleitung, da somit ein Entstehen von Momenten innerhalb der Knochen-Implantat-Verbindung verhindert werden kann. 5) Damit in der biomechanischen in vitro Testung nur die Primärfestigkeit zwischen Knochen und Implantat gemessen wird, sollten die Versuche auf Zugbelastungen beruhen. Die Analyse des Kraftflusses im Versuchsaufbau ergab, dass während der Druckbelastung teilweise Kräfte gemessen worden sind, die keine Aussage über die Festigkeit der Knochen-Implantat-Verbindung erlauben. Darüber hinaus erwiesen sich die Druckversuche sogar als Ursache für ein schneller voranschreitendes Implantatversagen. 6) Die Verwendung einer Prüfmaschine ist für die komplexe Testung und die Auswertung der Ergebnisse empfehlenswert. 7) Die klinische Übertragbarkeit ist auf Grund des nicht berücksichtigten anatomisch funktionellen Zusammenwirkens mit angrenzendem Weichteil-gewebe und Knochen eingeschränkt. Biomechanische Untersuchungen zur Primärstabilität können bei der Auswahl des „idealen“ Implantats hilfreich sein. Der direkte experimentelle Vergleich verschiedener intraossärer Schrauben und die Analyse ihrer technischen Eigenschaften können dazu beitragen, dass bei der Wahl des Implantats bessere Heilungserfolge in der operativen Versorgung der Kahnbeinfraktur erzielt werden und dass sich somit das Risiko einer Pseudarthrosenbildung vermindert.

Die Verwendung von im Knochen befestigten Implantaten und Endoprothesen aus Titan, sowie Osteosyntheseverfahren mittels Plattenapplikation stellen häufige Routineeingriffe in der Medizin dar. Die Infektion einer Endoprothese oder Osteosyntheseplatte mit Biofilmbildung bedeutet dabei eine schwerwiegende postoperative Komplikation. Ein Schwerpunkt medizinischer Forschung beschäftigt sich aus diesem Grunde mit der Entwicklung antiseptischer Oberflächen. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Weiterentwicklung einer in der Abteilung für Funktionswerkstoffe der Medizin und der Zahnheilkunde der Universitätsklinik Würzburg entwickelten elektrochemischen Calciumhydroxidbeschichtung auf Titan. Durch die gezielte Dotierung der Ausgangsschicht mit Silberionen konnte die starke kurzfristige Antisepsis des Calciumhydroxides mit einer wirksamen und langfristigen bakteriziden Wirkung des Silbers kombiniert werden. / The use of bone-fixed implants, endoprosthesis and osteosythesis plates made of titanium are common treatements in medicine. Post-operative infections associated with biofilm-formation are a serious complication in surgery. Therefore, a focus in medical research deals with the developement of antiseptic surface coatings. This study describes the advancement of an electrochemical deposited surface coating made of calcium hydroxide on titanium, developed at “Abteilung für Funktionswerkstoffe der Medizin und der Zahnheilkunde” at University Hospital Würzburg. It was possible to combine the strong short-term antisepsis of calcium hydroxide with an effective long-term bactericide action by silber ions.

München, Techn. Univ., Diss., 2004. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2003

Die Kahnbeinfraktur ereignet sich als die häufigste Fraktur innerhalb der Handwurzelknochen. Als Pathomechanismus wird hauptsächlich der Sturz auf die nach dorsal hyperextendierte ulnar abduzierte Hand angesehen. Bei rechtzeitiger Diagnose und sofortiger Intervention lassen sich sehr gute Heilungsergebnisse erzielen und eine Pseudarthrosebildung verhindern. Für die akute dislozierte B2-Fraktur nach Herbert hat sich die intraossäre Fixation als bewährtes Behandlungs-verfahren etabliert. In der Klinik stehen dafür eine Vielzahl von intraossären Schrauben zur Verfügung, die sich in ihren technischen Eigenschaften teilweise stark unterscheiden. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines biomechanischen Versuchsaufbaues, das im experimentellen Vergleich verschiedener Osteosynthese-verfahren am Os scaphoideum Anwendung finden soll. Die experimentell ermittelten Ergebnisse ermöglichen eine Aussage über die Primärstabilität, die allein durch die Verankerung des Implantats im Knochen erreicht wird. In der hier vorliegenden in vitro Studie wurden sechs unversehrte anomaliefreie humane Kahnbeine der Hand, gestellt durch das Institut für Anatomie der Universitätsklinik Leipzig, vollständig von Bändern und umgebenden Weichteil-gewebe befreit. Zur Vermeidung eines Positionsverlustes beider Fragmentenden erfolgte zunächst die Osteosynthese durch Insertion einer Herbertschraube und anschließend die Osteotomie mittels oszillierender Knochensäge im Sinne einer nicht-dislozierten Fraktur im mittleren Drittel. Die verwendete Herbertschraube der Firma Martin® war 21 mm lang und zählt zu den Standardimplantaten. Sie verfügt über zwei endständige Gewinde, die sich in Durchmesser und Gewindesteigung jeweils unterscheiden. Über einen Führungs-draht kann eine exakte Positionierung des kanülierten Implantats erreicht werden. Durch selbstbohrende und selbstschneidende Eigenschaften wird eine regelrechte Schraubenimplantation bei nur minimaler Knochensubstanzreduktion ermöglicht. Die Knochen-Implantat-Verbindung wurde zweizeitig unter penibler Aussparung des Frakturspaltes in je 2 kubische eiserne Pfannen mit den Abmaßen 2,0 cm x 2,0 cm x 2,0 cm geklebt. Hierfür diente Sikadur®-31 CF Normal, ein lösemittelfreier, thixotroper Zweikomponentenkleber auf Epoxidharzbasis. In Zusammenarbeit mit der HTWK Leipzig erfolgte nach vollständiger Aushärtung der gesamten Testeinheit die Einspannung und Ausrichtung in die elektromechanische Prüfmaschine vom Typ LFM-H der Firma Walter + Bai AG. Zur Datenerhebung diente eine in den Versuchs-aufbau eingebrachte Kraftmessdose, die nach Einspannung des Testobjektes kalibriert wurde. An den beiden Eisenpfannen wurden zwei Branchen des Wegmess-systems platziert. Der Weg wurde als Regelgröße festgelegt. Die drei Kanäle speicherten 1-Zeitwerte, 2- Kraftwerte und 3- Wegwerte. Wichtige Kriterien für das Design einer biomechanischen Studie sind das Einhalten standardisierter Bedingungen und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Nach Abschluss der Vorversuche und Auswertung der Ergebnisse ergaben sich folgende Erkenntnisse: 1) Zyklisch eingeleitete Kraft in Form von sinusförmigen Schwingungen ermöglichen eine standardisierte Verifizierbarkeit der Ergebnisse. Innerhalb dieser Studie wurde die Frequenz der wechselnden Belastungsrichtung auf 0,5 Hz festgelegt. Ein Belastungzyklus umfasste 100 sinusförmige Schwingungen. 2) Die Krafteinleitung soll über einen definierten Weg geschehen, damit Stadien vor dem definitiven Implantatversagen erfasst werden können. 3) Nach Abschluss eines Belastungszyklus soll die Auslenkung auf das nächsthöhere Belastungsniveau um einen definierten Weg erfolgen. Aus den Erkenntnissen des letzten Vorversuches profitierend wurde eine Auslenkungs-erhöhung um je 10 µm festgelegt. 4) Für die experimentelle Testung der Primärfestigkeit zwischen Os scaphoideum und intraossärem Implantat empfiehlt sich neben der exakten Schraubeninsertion eine Ausrichtung des Testkörpers entsprechend der Krafteinleitung, da somit ein Entstehen von Momenten innerhalb der Knochen-Implantat-Verbindung verhindert werden kann. 5) Damit in der biomechanischen in vitro Testung nur die Primärfestigkeit zwischen Knochen und Implantat gemessen wird, sollten die Versuche auf Zugbelastungen beruhen. Die Analyse des Kraftflusses im Versuchsaufbau ergab, dass während der Druckbelastung teilweise Kräfte gemessen worden sind, die keine Aussage über die Festigkeit der Knochen-Implantat-Verbindung erlauben. Darüber hinaus erwiesen sich die Druckversuche sogar als Ursache für ein schneller voranschreitendes Implantatversagen. 6) Die Verwendung einer Prüfmaschine ist für die komplexe Testung und die Auswertung der Ergebnisse empfehlenswert. 7) Die klinische Übertragbarkeit ist auf Grund des nicht berücksichtigten anatomisch funktionellen Zusammenwirkens mit angrenzendem Weichteil-gewebe und Knochen eingeschränkt. Biomechanische Untersuchungen zur Primärstabilität können bei der Auswahl des „idealen“ Implantats hilfreich sein. Der direkte experimentelle Vergleich verschiedener intraossärer Schrauben und die Analyse ihrer technischen Eigenschaften können dazu beitragen, dass bei der Wahl des Implantats bessere Heilungserfolge in der operativen Versorgung der Kahnbeinfraktur erzielt werden und dass sich somit das Risiko einer Pseudarthrosenbildung vermindert.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 6 1.1 Anatomie und Biomechanik 7 1.1.1 Knochen der Handwurzel 7 1.1.2 Anatomie des Os scaphoideum 8 1.1.3 Proximales und distales Handgelenk 9 1.1.4 Bänder der Handwurzel 9 1.1.5 Gefäßversorgung 13 1.1.6 Nervale Innervation 15 1.2 Die Fraktur des Kahnbeins 15 1.2.1 Pathomechanismus 16 1.2.2 Klassifikationen und Häufigkeitsverteilung 19 1.2.3 Symptome einer Kahnbeinfraktur 23 1.2.4 Diagnose 24 1.2.5 Therapie 25 1.2.5.1 Konservative Therapie 26 1.2.5.2 Operative Verfahren 27 1.2.6 Komplikationen 28 1.3 Mechanische Grundbegriffe 29 2 Materialien und Methoden 32 2.1 Humane Präparate 32 2.2 Herstellung der Osteosynthese 32 2.3 Intraossäres Implantat 33 2.3.1 Die Herbertschraube 34 2.4 Der Klebstoff Sikadur®-31 CF Normal 35 2.5 Die Prüfmaschine 36 2.6 Versuchsaufbau 37 2.7 Datenerhebung 38 Ergebnisse 39 3.1 Vorversuch 1 40 3.2 Vorversuch 2 42 3.3 Vorversuch 3 45 3.4 Vorversuch 4 46 3.4.1 Vorversuch 4 – Schwellende Drucklast 46 3.4.2 Vorversuch 4 – Schwellende Zuglast 49 3.5 Vorversuch 5 50 3.5.1 Vorversuch 5 – Drucklast 50 3.5.2 Vorversuch 5 – Zuglast 53 3.6 Vorversuch 6 55 4 Diskussion 60 4.1 Humane Präparate 63 4.2 Herstellung der Osteosynthese 64 4.3 Intraossäres Implantat 66 4.4 Der Klebstoff 66 4.5 Versuchsaufbau und Prüftechnik 67 5 Zusammenfassung 71 6 Anhang 74 7 Darstellungsverzeichnis 77 7.1 Verzeichnis der Abbildungen 77 7.2 Verzeichnis der Diagramme 78 7.3 Verzeichnis der Gleichungen 79 7.4 Verzeichnis der Tabellen 79 8 Verzeichnis der Abkürzungen 80 9 Verzeichnis der Formelzeichen 81 10 Literaturverzeichnis 82 Danksagung 94 Lebenslauf 95

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, retrospektiv die Ergebnisse der bei medialer Schenkelhalsfraktur mittels 3-fach Verschraubung osteosynthetisch versorgten Patienten zu ermitteln und die Ergebnisse im aktuellen Kontext im Vergleich zu den Ergebnissen anderer Studien darzustellen. Aufgrund der zunehmenden sozioökonomischen Bedeutung der Therapie der medialen Schenkelhalsfraktur ist es im Prozess des Findens einer optimalen Versorgung der betroffenen Patienten erforderlich, die aktuell angewandten Therapieverfahren klinischen Studien zu unterziehen, um für künftige Patienten eine fundierte Entscheidung für das entsprechende Therapieverfahren treffen zu können. Die retrospektive Arbeit bezog sich auf 86 Patienten, welche auf Grund einer medialen Schenkelhalsfraktur durch 3-fach Verschraubung versorgt worden sind. Es wurden entscheidende präoperative Daten, wie der präoperative Zustand des Patienten, deren Alter, Geschlecht, Frakturklassifikation und die Zeit zwischen Aufnahme in der Unfallambulanz und Operation erfasst. Zusätzlich wurden postoperative Daten zu Komplikationen erhoben und Langzeitergebnisse im Rahmen einer klinischen Nachuntersuchung erfasst. Bei einem Frauenanteil von 63% hatte das Patientenkollektiv ein Durchschnittsalter von 73 Jahren. Zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung waren 38,4% der Patienten verstorben. Insgesamt kam es bei 10,5% der Patienten zu einer Redislokation, wobei der Anteil der Redislokationen bei den Patienten mit einer dislozierten Fraktur 26% und bei den Patienten mit einer nicht dislozierten Fraktur 3,4% betrug. Im Patientenkollektiv entwickelten 4,7% der Patienten eine Pseudarthrose und bei 5,8% der Patienten konnte die Entstehung einer Hüftkopfnekrose beobachtet werden. Bei den 24 nachuntersuchten Patienten konnte ein durchschnittlicher Harris Hip Score von 89,5 Punkten ermittelt werden.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, retrospektiv die Ergebnisse der bei medialer Schenkelhalsfraktur mittels 3-fach Verschraubung osteosynthetisch versorgten Patienten zu ermitteln und die Ergebnisse im aktuellen Kontext im Vergleich zu den Ergebnissen anderer Studien darzustellen. Aufgrund der zunehmenden sozioökonomischen Bedeutung der Therapie der medialen Schenkelhalsfraktur ist es im Prozess des Findens einer optimalen Versorgung der betroffenen Patienten erforderlich, die aktuell angewandten Therapieverfahren klinischen Studien zu unterziehen, um für künftige Patienten eine fundierte Entscheidung für das entsprechende Therapieverfahren treffen zu können. Die retrospektive Arbeit bezog sich auf 86 Patienten, welche auf Grund einer medialen Schenkelhalsfraktur durch 3-fach Verschraubung versorgt worden sind. Es wurden entscheidende präoperative Daten, wie der präoperative Zustand des Patienten, deren Alter, Geschlecht, Frakturklassifikation und die Zeit zwischen Aufnahme in der Unfallambulanz und Operation erfasst. Zusätzlich wurden postoperative Daten zu Komplikationen erhoben und Langzeitergebnisse im Rahmen einer klinischen Nachuntersuchung erfasst. Bei einem Frauenanteil von 63% hatte das Patientenkollektiv ein Durchschnittsalter von 73 Jahren. Zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung waren 38,4% der Patienten verstorben. Insgesamt kam es bei 10,5% der Patienten zu einer Redislokation, wobei der Anteil der Redislokationen bei den Patienten mit einer dislozierten Fraktur 26% und bei den Patienten mit einer nicht dislozierten Fraktur 3,4% betrug. Im Patientenkollektiv entwickelten 4,7% der Patienten eine Pseudarthrose und bei 5,8% der Patienten konnte die Entstehung einer Hüftkopfnekrose beobachtet werden. Bei den 24 nachuntersuchten Patienten konnte ein durchschnittlicher Harris Hip Score von 89,5 Punkten ermittelt werden.

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Untersuchung des Ermüdungsverhaltens einer neu entwickelten Ti-40(wt%)Nb Legierung für die Anwendung als Implantatwerkstoff aus der Materialklasse der β-Titanlegierungen. Darüber hinaus werden auch vergleichende Ermüdungsuntersuchungen zu den Werkstoffen Ti-45(wt%)Nb als weitere binäre β-Titanlegierung sowie an α-Titan als klassischem Referenzwerkstoff im industriellen Einsatz durchgeführt. Ziel ist es, grundlegende Erkenntnisse zu den zyklischen Verformungsmechanismen binärer Ti-Nb Legierungen in Abhängigkeit ihres Werkstoffzustandes und damit Ihrer Mikrostruktur zu erhalten. Im Vergleich mit anderen Implantatwerkstoffen soll daraus eine mögliche Eignung für den Einsatz als nicht resorbierbares Osteosynthesematerial abgeleitet werden. Als übergeordnetes Ziel wird hierbei eine Minimierung des Elastizitätsmodules bei gleichbleibend hohen statischen und zyklischen Festigkeiten angestrebt, um einerseits schnellere Heilungserfolge zu erzielen als auch eine möglichst dauerhafte Implantatzuverlässigkeit zu gewährleisten. Für diesen Zweck wurden umfangreiche Ermüdungsprüfungen an Werkstoffproben und Osteosyntheseplatten in Abhängigkeit von Werkstoff, Mikrostruktur, Oberfläche, Umgebung und Geometrie durchgeführt. Mit Hilfe von strukturanalytischen Verfahren vor und nach der Werkstoffermüdung wurden diese begleitend detailliert charakterisiert. Insbesondere die Ergebnisse zum Einfluss des Werkstoffzustandes von Ti-40Nb erbrachten hierbei direkte Unterschiede und eine um ca. 30 % höhere Schwingfestigkeit im ausgelagerten Zustand aufgrund von vorliegenden isothermen Ausscheidungen der ω-Phase. Zurückgeführt wurde diese Erhöhung zum einen auf einen dominanten Effekt der Ausscheidungshärtung sowie die Unterdrückung von einer in binären Ti-Nb Legierungen möglichen Phasenumwandlung während der zyklischen Belastung. Stattdessen wurden nur im Ermüdungsrissbereich den Gleitbändern ähnliche Deformationsbänder (DB’s) beobachtet, die als ω-verarmte Versetzungskanäle die plastische Verformung tragen, während im rekristallisierten Zustand eine nahezu komplette Transformation in die martensitische α‘‘-Phase infolge der Ermüdung generiert wird. Der Einfluss der Oberfläche wird hierbei als signifikant herausgestellt, da vor allem Kerbeffekte die erreichbaren Schwingfestigkeiten der untersuchten Ti-Nb Legierungen massiv beeinflussen und zum vorzeitigen Versagen führen. Ein überlagerter Geometrieeinfluss, wie im Fall untersuchter Osteosyntheseplatten, hat einen zusätzlichen dominanten negativen Effekt auf das Ermüdungsverhalten. Ein negativer Einfluss eines korrosiven Umgebungsmediums am Beispiel einer Lösung aus simulierter Körperflüssigkeit (SBF) kann hingegen nicht festgestellt werden, was auf die exzellenten Selbstpassivierungseigenschaften von β-Titanlegierungen auf Ti-Nb Basis zurückgeführt wird. Insgesamt ergibt sich auf Grundlage der Ergebnisse dieser Arbeit eine nur bedingte Einsatzfähigkeit als Werkstoff für die Osteosynthese. Vorteile, wie der sehr geringe Elastizitätsmodul und die exzellente Widerstandfähigkeit gegen Korrosionsermüdung stehen einer allgemein nur ausreichenden Schwingfestigkeit sowie hoher Empfindlichkeit für Kerbeffekte jeglicher Art gegenüber. Eine effiziente Ausnutzung der Auslagerungseffekte sowie eine Oberflächennachbehandlung auf Basis von Druckeigenspannungen bieten jedoch weiteres hohes Potential für das Ermüdungsverhalten binärer Ti-Nb Legierungen. / Present thesis investigates the fatigue behavior of a newly developed Ti-40(wt%)Nb alloy from the material class of β-titanium alloys for application as implant material. Furthermore it investigates the fatigue behavior of the binary β-titanium alloy Ti-45(wt%)Nb and α-titanium as standard material already in industrial application for reference. Main focus are the detection of cyclic deformation mechanisms in dependence of material condition and the underlying microstructure. In comparison with other implant alloys, suitability of the new Ti-40Nb alloy as osteosynthesis material shall be evaluated. The overall aim is thereby the minimization of the Young’s modulus with simultaneously high values of static and cyclic strength for better healing chances and long term implant reliability. For this objective, comprehensive fatigue testing on material samples as well as osteosyn-thesis plates was carried out in dependence of material, microstructure, surface, environ-ment and sample geometry. Detailed structural analyses were additionally carried out be-fore and after fatigue testing. Compared with the recrystallized condition of the Ti-40Nb al-loy, fatigue results of the aged condition with present isothermal ω-precipitates in the β-matrix show a 30% higher fatigue strength. Uncovered reasons for this behavior are a domi-nant effect of precipitation hardening as well as the complete suppression of for β-titanium alloy commonly observed phase transformations during fatigue. Whereas the recrystallized condition of the Ti-40Nb alloy is characterized by significant martensitic α’’-phase formation and occasional mechanical twin development during fatigue, the aged condition shows none of these characteristics. Instead deformation bands (DB’s), similar to commonly overserved slip bands during fatigue, are detected in the immediate area of the fatigue crack. These localized DB’s carry all of the plastic deformation in the aged condition of the Ti-40Nb alloy as ω-depleted dislocation channels. Furthermore, the influence of the surface condition regarding the fatigue properties is sig-nificant. The reason are notch effects leading to localized stress concentration and early fa-tigue failure. Tests on the osteosynthesis plates show in addition a superimposed effect of the geometry, which leads to an even more decreased fatigue strength of Ti-40Nb and the reference α-titanium. A negative influence of corrosion fatigue in simulated body fluid (SBF) is on the contrary not detected, which is caused by the excellent self-passivating properties of β-titanium alloys on the basis of Ti-Nb. An overall evaluation of the material leads to an only limited suggestion as osteosynthesis material. Advantages are the very low Young’s modulus and the excellent corrosion fatigue resistance. Disadvantages are the only insufficient fatigue strength compared to other standard implant materials and the high susceptibility for notch effects leading to a rapid decrease of fatigue strength. Nevertheless, an efficient use of the positive effects of the aged condition as well as a surface post-treatment to induce positive residual compression stresses provide high potential for Ti-40Nb or the binary Ti-Nb alloys in general.

Die Oberschenkelhalsfraktur ist eine der häufigsten Frakturen des älteren Menschen. Die Tücke dieser Verletzung liegt in einer nahezu obligaten Immobilisierung der Betroffenen und den sich daraus ergebenden Folgen mit drohender vitaler Gefährdung. Während die Behandlung noch vor wenigen Jahrzehnten zumeist in einer längerfristigen konservativen Therapie mittels Streckverbänden bestand, stehen dem Chirurgen heute standardisierte operative Versorgungsmöglichkeiten zur Verfügung, welche eine zeitnahe Belastung der verletzten Extremität und somit eine rasche Mobilisierung der Patienten erlauben. Diese chirurgischen Behandlungsmethoden lassen sich im Wesentlichen in die Stabilisierung der Fraktur durch eine geeignete Osteosynthese und dadurch Erhalt des nativen Gelenks einerseits und den künstlichen Ersatz des Oberschenkelkopfes oder des gesamten Hüftgelenkes andererseits unterteilen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, möglicherweise bestehende Einflüsse der Wahl des Therapieverfahrens auf die kurz- und mittelfristigen Ergebnisse nach operativer Versorgung zu identifizieren. Hierbei wurde der Entwicklung der Mobilität, Pflegestufe und Institutionalisierung der Patienten besondere Beachtung geschenkt. In einem 2-Jahreszeitraum zwischen den Jahren 2010 und 2012 wurden alle mindestens 60 Jahre alten Patienten eingeschlossen, welche am Universitätsklinikum Leipzig aufgrund einer traumatischen Schenkelhalsfraktur behandelt werden mussten. Es erfolgte die Auswertung der im elektronischen Patientenverwaltungsprogramm der Klinik hinterlegten Daten sowie der Dokumentation der 6 und 12 Monate nach dem jeweiligen Unfallereignis erfolgten Nachuntersuchungen. Die Ergebnisse wurden anonymisiert und statistisch ausgewertet. 172 Patienten mit einem mittleren Alter von 80,4 Jahren wurden operativ versorgt. In 28,5% (n=49) der Fälle wurde kopferhaltend und in 71,5% (n=123) der Fälle endoprothetisch operiert. 8,7% der Patienten verstarben während des initialen Krankenhausaufenthaltes. Nach einem Jahr waren 27,4% der Patienten mit nachvollziehbarem Verlauf verstorben. Bezüglich der Mortalität bestanden keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den Therapieverfahren. Bei jenen Patienten, welche auch ein Jahr nach Fraktur noch untersucht werden konnten, zeigte sich eine prozentual nahezu gleiche Verteilung chirurgischer Komplikationen von ca. 20% bei Osteosynthesen und Endoprothesen. Jedoch war die Revisionsrate mittels Osteosynthese versorgter Patienten signifikant höher. Während sich keine statistisch relevanten Einflüsse der Therapieverfahren auf die Pflegestufe und die Institutionalisierung zeigten, fielen klare Unterschiede bei der Mobilität auf. Obwohl die mittels Osteosynthese operierten Patienten vor dem Trauma insgesamt jünger, gesünder und mobiler waren, verloren sie mehr an Mobilität und berichteten über stärkere Schmerzen als die Patienten der Endoprothesengruppe. Schlussfolgernd wird festgestellt, dass - insbesondere unter dem Aspekt der geringeren Revisionsraten, des geringeren Verlustes an Mobilität sowie der offenbar geringeren Schmerzhaftigkeit - bei älteren Patienten mit dislozierten Schenkelhalsfrakturen die endoprothetische Versorgung der Osteosynthese gegenüber zu bevorzugen ist. Dennoch sollte der Therapieentscheid individuell und unter Einbezug weiterer Parameter (Paresen, Demenz, vorbestehende Immobilität, etc.) erfolgen.:I. Abkürzungsverzeichnis 5 1 Einleitung: 6 1.1 Ätiologie und Epidemiologie 7 1.2 Anatomie 8 1.3 Therapie 9 1.3.1 Konservative Therapie 9 1.3.2 Chirurgische Versorgung 10 2 Aufgabenstellung: 13 3 Patienten und Methoden: 13 3.1 Datenerfassung und -auswertung 13 3.1.1 Patientenkollektiv 13 3.1.2 Auswertung 14 3.2 Patientendaten 14 3.2.1 Allgemeine Daten 14 3.2.2 Wohn- und Pflegesituation (Institutionalisierung) 15 3.2.3 Unfallmechanismen 15 3.2.4 Mobilitätsscore nach Merle d'Aubigné und Postel 16 3.2.5 Dauer bis zur operativen Versorgung 17 3.2.6 Präoperativer Gesundheitszustand 18 3.3 Klassifikation 18 3.3.1 Klassifikation nach GARDEN 18 3.3.2 Klassifikation nach PAUWELS 19 3.3.3 AO-Klassifikation 20 3.4 Komplikationen, Revisionsoperationen und Todesereignisse 21 3.5 Entlassungsort 23 3.6 Nachuntersuchungen nach 6 und 12 Monaten 23 4 Ergebnisse: 25 4.1 Allgemeine Patientendaten 25 4.2 Unfallmechanismen 26 4.3 Präoperative Wohn- und Pflegesituation 27 4.4 Merle d'Aubigné Score vor Trauma 29 4.5 ASA-Einteilung 29 4.6 Präoperative Liegedauer 30 4.7 Frakturklassifikation nach GARDEN 30 4.8 Operative Versorgungsart der Frakturen 31 4.9 Schnitt-Naht-Zeiten 33 4.10 Komplikationen im stationären Verlauf 34 4.10.1 Allgemeine Komplikationen 34 4.10.2 Chirurgische Komplikationen 35 4.10.3 Todesereignisse im stationären Verlauf 36 4.11 Entlassungsort 38 4.12 Follow-Up nach 6 und 12 Monaten 39 4.12.1 Wohn- und Pflegesituation nach 6 und 12 Monaten 40 4.12.2 Mobilität nach 12 Monaten 42 4.12.3 Komplikationen und Revisionsoperationen im Nachuntersuchungszeitraum 43 4.12.4 Überlebensrate nach 12 Monaten 44 5 Diskussion: 46 6 Zusammenfassung der Arbeit: 70 7 Literaturverzeichnis 73 8 Abbildungsverzeichnis 81 9 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 82 10 Lebenslauf und wissenschaftlicher Werdegang: 83 11 Danksagung: 85