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Foti, Michael (2007): Biomechanische Untersuchung von Depuy ACE Aim Dynamic Tibia-Nägeln und zugehöriger Verriegelungsbolzen. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Einleitung: In der operativen Versorgung von Frakturen der Tibia ist nach heutigem Standard die Marknagelung Methode der Wahl. Der neu konzipierte Titan US-Nagel Depuy ACE Aim Dynamic weist einige design- und funktionsspezifische Besonderheiten im Vergleich zum vorherigen Modell auf. Hierzu zählen die Bohrung des Nagels für die Verwendung von Führungsdrähten, welche am oberen Ende in eine Schlitzung mündet, und die konische Fräsung der Löcher für die erleichterte Einbringung der Verriegelungsbolzen. Vom Vorgängermodell wurden 220 Nägel eingesetzt, es kam in keinem Fall zu einem Materialversagen. Beantwortet sollte daher für die klinische Anwendung die Frage werden, ob die Änderung des Designs zu sog. Sollbruchstellen am Nagel bzw. im Nagel-Bolzen-System führt. Methode: Geprüft wurden zwei Gruppen á 5 Nägeln auf einer Zwick 010. Zur Untersuchung der maximalen Belastbarkeit (Peak load) von 8mm Nägeln am Übergang Zylinder- in U-Form (Schlitzung im proximalen Bereich) kam eine standartisierte Vier-Punkt-Biegung mit neu konzipierter Probenhalterung gemäß der Empfehlungen der ASTM (American Society for Testing and Materials) für die Prüfung intramedullärer Osteosynthesematerialien (Stützweite L=11,4cm; Last-Stütz-Abstand s=3,8cm; Lastweite c=3,8cm) zum Einsatz. Die Daten dieser Messungen im Schlitzbereich (5) wurden verglichen mit den Ergebnissen einer Belastungsprüfung im weiter distal gelegenen, zylindrischen Bereich des Nagels (5). Für die Prüfung des Nagel-Bolzensystems verwendeten wir auf Grund der zentralen Bohrung für Führungsdrähte eine modifizierte Vier-Punkt-Biegung mit ebenfalls neu konzipierter Probenhalterung. Die Peak load von 36mm Verriegelungsschrauben mit 4,5mm Gewindedurchmesser, eingeschraubt in eine Buchenhartholzhülse mit 19mm Stützweite, bei direkter Kraftübertragung mittels Standard-8mm-Nagels, wurde bestimmt. Ergebnisse: Die Grenze von elastischer zu plastischer Verformung der gepüften Nägel wurde im Schlitzbereich bei einer Last von F = 4.218 N, also einem um 17,68% geringeren Biegemoment erreicht (Rp0.1 bei 80,14 Nm;) als in zylindrischen Abschnitten (F = 5.049,5N). Im physiologischen Bereich kam es zu keinem Nagelbruch. Unter Verwendung des neuen Nagel-Bolzen-Systems kam es zum Bruch der geprüften Verriegelungsbolzen bei einer durchschnittlichen axialen Last von 2.510 N. Dies entspricht einem um 13,12% geringeren Biegemoment (Rp0.1 bei 8,16 Nm;) als unter Verwendung des Vorgängermodels. Zusammenfassung: Der zur operativen Versorgung von Tibiafrakturen neu konzipierte standardmäßig verwandte US-Nagel Depuy ACE Aim Dynamic ist ein außergewöhnlich sicheres System, was aus unseren Testergebnissen abgeleitet werden kann. Zwar zeigt dieser im Vergleich zu seinem Vorgängermodell Schwächen in der Belastbarkeit des Nagel-Bolzen-Systems. Dies erscheint aber unter Berücksichtigung der gängigen postoperativen Belastungssteigerung als unproblematisch.