Additive Stabilisierungsverfahren bei Arthrodese der Symphyse : eine biomechanische Analyse

Abstract

Die chronische Instabilität der Symphyse ist ein seltenes Krankheitsbild, mit wenigen Fällen, selbst in großen, spezialisierten Zentren. Diese kann nach Trauma, Infektionen oder vorangegangenen Operationen auftreten [75]. Das häufigste Symptom dieser sind Schmerzen, welche häufig in einer reduzierten Mobilität resultieren [34,75]. Aufgrund der chronischen Veränderungen führt eine isolierte Plattenosteosynthese der Symphyse oft nicht zum gewünschten Erfolg, sodass dann eine Arthrodese der Symphyse notwendig wird. Hierbei wird ein trikortikaler Span in den Symphysenspalt transplantiert und durch eine Symphysenplatte und gegebenenfalls eine weitere ventrale additive Platte, einer sogenannten „Bumper“-Platte stabilisiert [34,68,75]. Die angewendete „Bumper“-Platte erfordert meist eine größere Exposition, welches im Verlauf zu vermehrten perioperativen Komplikationen, wie zum Beispiel Wundheilungsstörungen führen kann [81]. Um dies weiter zu minimieren, werden aktuell neue minimalinvasive Methoden zur Versorgung entwickelt. Die hier durchgeführte experimentelle Studie befasst sich mit dem Vergleich von drei verschiedenen Stabilisierungsmethoden der Symphysiodese. In der Kontrollgruppe wurde die Symphysiodese mit einer singulären 10° vorgebogenen 3,5 mm Symphysenplatte osteosynthetisch versorgt. In Versuchsgruppe 1 wurde die Symphysiodese durch ein weiteres bereits etabliertes Verfahren aus 10° vorgebogener 3,5 mm Symphysenplatte und additiver ventraler „Bumper“-Platte stabilisiert. In der Versuchsgruppe 2 wurde eine neue Osteosynthesekombination aus 10° vorgebogener 3,5 mm Symphysenplatte mit FiberTape® Cercalge System getestet. Diese drei Osteosyntheseverfahren der Symphysiodese wurden biomechanisch in Bezug auf die Bewegung im Raum, die Kompressionskraft, sowie die Kompressionsfläche mittels einer zyklischen axialen Belastung in Zweibein- und Einbeinstand untersucht. So konnten die Stabilität und Qualität der drei Osteosyntheseverfahren suffizient dargestellt werden. Um eine noch genauere Beurteilung der Stabilisierungsmethoden zu gewährleisten, wurde zusätzlich eine segmentale Analyse (kranial, medial, kaudale) der Parameter Kompressionskraft und Kontaktfläche im Symphysenspalt durchgeführt. Die Versuche erfolgten an künstlichen Beckenmodellen (Synbone® Typ 4060). Jedes Beckenmodell wurde für die Versuchsreihe standardisiert versorgt und jeweils im gleichen Versuchsablauf untersucht. Mit Hilfe einer verwendeten Kraftsensorfolie konnte in Echtzeit die Kraft im Symphysenspalt, als auch die Kompressionsfläche zu definierten Messpunkten detektiert werden. Die Stabilität der entsprechenden Osteosynthesekombination konnte durch das OptiTrack-Motion-Capture System (Primex 13 Serie, Firma OptiTrack, Corvallis, Oregon, USA) beurteilt werden. Die axiale Belastung erfolgte zyklisch. Der Ausgangswert lag bei einer Belastung von 50 Newton. Die maximale Belastung lag bei 400 Newton. Zwischen den jeweiligen Zyklen wurde immer wieder auf die Ausgangsbelastung entlastet. Die drei verschiedenen Symphysiodesemethoden zeigten während der gesamten experimentellen Studie eine ausreichende Stabilität. Die Qualität der Osteosyntheseverfahren stellte sich unterschiedlich dar. Insgesamt zeigte die neue Methode mittels Symphysenplatte und Cerclage ein Vorteil in der biomechanischen Analyse gegenüber den anderen Verfahren. Dies ermöglicht einen Vorteil insbesondere auch in der Behandlung von Symphysiodesen im klinischen Alltag in Hinblick auf eine bessere radiologische Darstellbarkeit bei leicht überlegener biomechanischer Stabilität.

Chronic instability of the symphysis is a rare condition, with few cases even in large, specialized centers. It can occur after trauma, infection, or previous surgery [75]. The most common symptom is pain, which often results in reduced mobility [34,75]. Due to the chronic changes, isolated plate osteosynthesis of the symphysis often does not lead to the desired success, making arthrodesis of the symphysis necessary. In this procedure, a tricortical graft is transplanted into the symphysis gap and stabilized by a symphysis plate and, if necessary, an additional ventral plate, a so-called “bumper”-plate [34,68,75]. The “bumper”-plate used usually requires greater exposure, which can lead to increased perioperative complications, such as wound healing disorders [81]. To further minimize this, new minimally invasive methods of treatment are currently being developed. The experimental study conducted here compares three different methods of stabilizing symphysiodesis. In the control group, symphysiodesis was treated osteosynthetically with a single 10° pre-curved 3.5 mm symphysis plate. In test group 1, symphysiodesis was stabilized using another established method involving a 10° pre-curved 3.5 mm symphysis plate and an additional ventral “bumper”-plate. In experimental group 2, a new osteosynthesis combination consisting of a 10° pre-curved 3.5 mm symphysis plate with FiberTape® Cercalge System was tested. These three osteosynthesis procedures for symphysiodesis were examined biomechanically in terms of movement in space, compression force, and compression area using cyclic axial loading in a two-leg and one-leg stance. This allowed the stability and quality of the three osteosynthesis procedures to be sufficiently demonstrated. In order to ensure an even more accurate assessment of the stabilization methods, a segmental analysis (cranial, medial, caudal) of the parameters compression force and contact area in the symphysis gap was also performed. The tests were performed on artificial pelvic models (Synbone® Type 4060). Each pelvic model was standardized for the test series and examined using the same test procedure. With the aid of a force sensor foil, the force in the symphysis gap and the compression area at defined measuring points could be detected in real time. The stability of the corresponding osteosynthesis combination was assessed using the OptiTrack motion capture system (Primex 13 series, OptiTrack, Corvallis, Oregon, USA). The axial load was applied cyclically. The initial value was a load of 50 newtons. The maximum load was 400 newtons. Between each cycle, the load was repeatedly reduced to the initial load. The three different symphysis fixation methods demonstrated sufficient stability throughout the experimental study. The quality of the osteosynthesis procedures varied. Overall, the new method using symphysis plate and cerclage showed an advantage in biomechanical analysis compared to the other procedures. This offers a particular advantage in the treatment of symphysiodesis in everyday clinical practice in terms of better radiological visualization with slightly superior biomechanical stability.