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Biomechanische Eigenschaften bioabsorbierbarer kanülierter Schrauben zur operativen Fixierung bei dislozierter Epiphysiolysis capitis femoris

Evaluation of biomechanical properties of bioabsorbable cannulated screws for surgical fixation in cases of slipped capital femoral epiphysis

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Zusammenfassung

Bioabsorbierbare Materialien würden sich aufgrund ihrer Resorbierbarkeit, MRT-Kompatibilität und Patientenverträglichkeit gut zur transepiphysären Fixierung bei Epiphysiolysis capitis femoris (ECF) eignen.

In der vorliegenden Studie weden kanülierte 4,5 mm bioabsorbierbare, selbstschneidende Polylevolacticschrauben (SR-PLLA) mit kanülierten 4,5-mm-Stahl- und Titanschrauben in Bezug auf ihre Fähigkeit, Scherspannung zu widerstehen und Kompressionskräfte zu erzeugen, verglichen. Hierzu wird ein Schaumblockmodell verwendet, das eine biomechanische Analyse von Scherspannung und Kompressionskräften erlaubt, wie sie bei der Behandlung der ECF durch Schraubenfixation auftreten.

Der maximale Widerstand gegenüber Scherspannung ist für alle 3 Schraubentypen ähnlich (SR-PLLA 371±146 MPa, Stahl 442± 43 MPa, Titan 470±91 MPa, NS). Der maximale Widerstand gegenüber Kompressionskräften ist sowohl für SR-PLLA- (68,5±3,3 N) als auch für Stahlschrauben (63,3±5,9 N) größer als für Titanschrauben (3,0±1,4 N, p<0,05).

Die Ergebnisse zeigen, dass kanülierte SR-PLLA-Schrauben aufgrund ihrer biomechanischen Eigenschaften bei der operativen Behandlung der ECF Anwendung finden können.

Abstract

Bioabsorbable materials are well suited for fixation of slipped capital femoral epiphysis (SCFE) as they are resorbable, compatible with magnetic resonance imaging, and well tolerated by the pediatric population. We compared cannulated 4.5-mm bioabsorbable screws made of self-reinforced polylevolactic acid (SR-PLLA) to cannulated 4.5-mm steel and titanium screws for their resistance to shear stress and ability to generate compression in a polyurethane foam model of SCFE fixation. The maximum shear stress resisted by the three screw types was similar (SR-PLLA 371±146, steel 442±43, titanium 470±91 MPa, NS). The maximum compression generated by both the SR-PLLA screw (68.5±3.3 N) and the steel screw (63.3±5.9 N) was greater than that for the titanium screw (3.0±1.4 N, p<0.05).

These data suggest that cannulated SR-PLLA screws have sufficient biomechanical strength to be used in the treatment of SCFE.

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Kröber, M., Rovinsky, D., Lotz, J. et al. Biomechanische Eigenschaften bioabsorbierbarer kanülierter Schrauben zur operativen Fixierung bei dislozierter Epiphysiolysis capitis femoris. Orthopäde 31, 563–567 (2002). https://doi.org/10.1007/s00132-002-0307-z

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  • Schlüsselwörter Bioabsorbierbar
  • Biomechanik
  • Scherspannung
  • Kompressionskräfte
  • Epiphysiolysis capitis femoris
  • Keywords Bioabsorbable
  • Biomechanics
  • Shear stress
  • Compression stress
  • Slipped capital femoral epiphysis