Biomechanische Analysen zur Verbundfestigkeit eines bioresorbierbaren Knochenklebers : experimentelle Untersuchungen am Schafsmodell

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Ziel dieser Arbeit war die Überprüfung der Verbundfestigkeit eines bioresorbierbaren Knochenklebers in einem Osteotomiesegmentmodell an der Schafsulna. Der Klebstoff basiert auf einer Ethylenglykol-oligolactid-dimethacrylat-Verbindung, dessen Monomere in einer zweistufigen Synthese aus Ethylenglycol, Lactid und Methacrylsäure synthetisierbar sind. Insgesamt wurden 36 Merinolandschafe einseitig an der Ulna operiert. Die Schafe wurden in eine Kleber- und eine Kontrollgruppe mit jeweils 18 Tieren eingeteilt. Bei jedem Tier wurde standardisiert an der Ulna des linken Vorderlaufes ein 2 cm langes Segment entfernt und mit oder ohne Kleber refixiert. Die Beobachtungszeiträume waren mit 21, 42 und 84 Tagen festgelegt, an denen jeweils 6 Tiere euthanasiert werden sollten. Die Analyse der Biegefestigkeit des Klebers erfolgte durch die 4-Punkt-Biegung der Schafsulna mit einem prozessorgesteuerten Prüfsystem. Ergänzende morphologische sowie radiologische Analysen wurden durchgeführt. Nach 21 Tagen zeigten die Messungen, dass die Kleber- [19,27 N/mm2] gegenüber der Kontrollgruppe [15,04 N/mm2] eine nicht signifikant höhere Biegefestigkeit besitzt (p = 0,71). Morphologisch konnte in der Kleber- und der Kontrollgruppe eine beginnende Kallusbildung beobachtet werden. Nach 42 Tagen wies die Kontrolle [56,53 N/mm2] eine höhere Biegefestigkeit als die Klebergruppe [24,06 N/mm2] auf. Eine Signifikanz wurde nicht beobachtet (p = 0,80). In beiden Gruppen konnte morphologisch und radiologisch eine vorangeschrittene Kallusbildung beobachtet werden. Nach 84 Tagen zeigte die Klebergruppe [102,83 N/mm2] eine höhere Biegefestigkeit (p = 0,25) als die Kontrolle [58,48 N/mm2]. Im Vergleich zum intakten Knochen konnte nach 84 Tagen in der Klebergruppe eine Biegefestigkeit von 38,79%, in der Kontrolle eine Festigkeit von nur 20,06% erreicht werden. Morphologisch und radiologisch wies die Kontrolle eine intensivere Kallusbildung auf, was durch die Bestimmung der Osteotomiequerschnittsflächen bestätigt werden konnte (Kontrolle [88,68 mm2], Kleber [56,47 mm2]). Eine ergänzende biomechanische Analyse durch 4-Punkt-Biegung nach Klebung in vitro schloss sich dem In-vivo-Versuch an: Nach Polymerisationszeiten des Klebers von 10, 60 und 360 Minuten wurden jeweils 3 geklebte Ulnae in der gleichen Versuchsanordnung getestet. Die Untersuchungen zeigten einen sichtbaren, nicht signifikanten Anstieg (p = 0,59) der Biegefestigkeit mit einem medianen Wert von 10,60 N/mm2 nach 10 Minuten, 13,43 N/mm2 nach 60 Minuten und 17,32 N/mm2 nach 360 Minuten, während andere Autoren unter ähnlichen Bedingungen mit anderen Knochenklebstoffen Biegefestigkeiten unter 10 N/mm2 erzielten [GIEBEL 1983, RIMPLER 1996]. Die Ergebnisse des In-vivo-Versuches zeigen, dass die mit Knochenkleber versorgten Osteotomien nach 84 Tagen eine nicht signifikant höhere Festigkeit aufweisen als die Leerversuche (p = 0,25). Die signifikant geringere Kallusbildung in der in vivo getesteten Klebergruppe (p = 0,04) lässt auf eine höhere Stabilität im Verlauf der Frakturheilung schließen, während die Kontrolle eine stärkere Kallusbildung bei geringerer Festigkeit aufweist. Die Ergebnisse sind aufgrund des explorativen Charakters der Datenanalyse als Tendenzen zu betrachten.

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