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Introduction
Osteotomy or fracture models can be used to evaluate mechanical properties of fixation techniques of the hand skeleton in vitro. Although many studies make use of osteotomy models, fracture models simulate the clinical situation more realistically. This study investigates monocortical and bicortical plate fixation on metacarpal bones considering both aforementioned models to decide which method is best suited to test fixation techniques.
Methods
Porcine metacarpal bones (n =40) were randomized into 4 groups. In groups I and II bones were fractured with a modified 3-point bending test. The intact bones represented a further control group to which the other groups after fixation were compared. In groups III and IV a standard osteotomy was carried out. Bones were fixated with plates monocortically (group I, III) and bicortically (group II, IV) and tested for failure.
Results
Bones fractured at a mean maximum load of 482.8N±104.8N with a relative standard deviation (RSD) of 21.7%, mean stiffness was 122.3±35 N/mm. In the fracture model, there was a significant difference (P = 0.01) for maximum load of monocortically and bicortically fixed bones in contrast to the osteotomy model (P = 0.9). Discussion. In the fracture model, because one can use the same bone for both measurements in the intact state and the bone-plate construct states, the impact of inter-individual differences is reduced. In contrast to the osteotomy model there are differences between monocortical and bicortical fixations in the fracture model. Thus simulation of the in vivo situation is better and seems to be suitable for the evaluation of mechanical properties of fixation techniques on metacarpals
Nach operativer Stabilisierung distaler Fibulafrakturen mit einem Standardimplantat wird bislang eine Teilbelastung der betroffenen Extremität empfohlen. Diese ist in der Nachbehandlung bei älteren Patienten mit eingeschränkten koordinativen Fähigkeiten und Begleiterkrankungen stark eingeschränkt. Gegenstand dieser Arbeit sind vergleichende biomechanische Untersuchungen einer winkelstabilen Konturenplatte, einer konventionellen Konturenplatte sowie der AO-Drittelrohrplatte. Entsprechende Experimente wurden in einem Osteoporose simulierenden Knochenmodell (Synbone, Generic bone, osteoporotic, 0080) durchgeführt. Hierbei wurde zum einen eine Torsionsgrenzkraftmessung und zum anderen eine zyklische Torsionstestung (4000 Zyklen mit 20% des maximalen Drehmomentes) durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass das Drehmoment bei Versagen ab einer Schraubenlänge von 16 mm sowie das maximale Drehmoment, welches zum Implantatversagen der winkelstabilen Konturenplatte führte ab einer Schraubenlängen von 14 mm stets größer war als dasjenige der konventionellen Konturenplatte. Ebenso zeigte sich eine Überlegenheit gegenüber der Drittelrohrplatte. Diese überlegenenen biomechanischen Eigenschaften, welche zusätzlich in einer weiterführenden experimentelle Arbeit mit humanen osteoporotischen Unterschenkelpräparaten bestätigt werden konnten, schaffen bessere Vorrausetzungen für eine funktionelle Nachbehandlung des älteren Patienten mit einer postoperativen Vollbelastung. Eine klinische Studie muss nun bestätigen, ob die verbesserten mechanischen Eigenschaften tatsächlich eine veränderte Nachbehandlung ermöglichen.