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Titelaufnahme

Titel
Effect of different fixation techniques for the treatment of tibial plateau impression fractures
VerfasserMayr, Raul
Betreuer / BetreuerinSchmölz, Werner
Erschienen2016
HochschulschriftInnsbruck, Med. Univ., Diss., 2016
Anmerkung
Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüft
Datum der AbgabeMai 2016
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Tibiakopffrakturen / Osteosynthese / Zementaugmentation / Geriatrische Frakturen
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-4265 Persistent Identifier (URN)
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Effect of different fixation techniques for the treatment of tibial plateau impression fractures [4.98 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Fragestellung:

Eine anatomische Reposition von Tibiaplateauimpressionsfrakturen ist erforderlich um eine posttraumatische Kniegelenksarthrose zu verhindern. Isolierte Tibiakopfimpressionsfrakturen kommen typischerweise bei älteren Patienten mit schlechter Knochenqualität vor. Eine minimal-invasive Chirurgie und frühe Patientenmobilisation verbessern das klinische Ergebnis. Isolierte Tibiakopfimpressionsfrakturen können minimal-invasiv mittels einer perkutanen Ballontechnik reponiert werden. Anschließend wird der Knochendefekt mit Zement augmentiert um den subchondralen Knochen zu stützen. In der klinischen Praxis wird die Fraktur nach Reposition und Augmentation zusätzlich mit einer Schrauben- oder Plattenosteosynthese stabilisiert. Die Schrauben können perkutan eingebracht werden und stellen, in Kombination mit der Ballontechnik, eine vollständige minimal-invasive Operationsmethode dar. Eine Plattenosteosynthese bietet den Vorteil der Winkelstabilität für die Schrauben, erfordert jedoch einen offenen operativen Zugang. Derzeit besteht keine Evidenz, ob und mit welcher Methode eine zusätzliche Osteosynthese bei diesem Frakturtypen indiziert ist. Ziel dieser Studie war ein biomechanischer Vergleich zwischen Platten- und Schraubenosteosynthese nach Ballonreposition und Zementaugmentation bei Tibiakopfimpressionsfrakturen. Nach der Testung wurde die zusätzliche Osteosynthese entfernt und der Repositionsverlust der alleinigen Zementaugmentation untersucht.

Methodik:

Für diese biomechanische Studie wurden acht gepaarte humane Tibiae verwendet. Isolierte Tibiakopfimpressionsfrakturen wurden durch Eindrücken eines Stempels in das laterale Tibiaplateau standardisiert erzeugt. Die Frakturreposition erfolgte mittels eines perkutanen Ballonsystems (Kyphon-Medtronic). Der erzeugte subchondrale Knochendefekt wurde mit einem Knochenzement augmentiert (VertecemV+, Synthes). In randomisierter Weise wurden die Präparate entweder mit einer winkelstabilen Platte (3.5mm, Synthes) oder mit vier parallelen 3.5mm Schrauben (Floßtechnik) versorgt. Die Präparate wurden zyklisch mit einer Last von 20-240N, 20-360N und 20-480N (jeweils 5000 Zyklen, 2Hz) belastet. Dieses Lastprotokoll simuliert eine Belastung von 66%, 100% und 133% des Körpergewichts. Anschließend wurde das Osteosynthesematerial (Platte oder Schrauben) entfernt und das letzte Lastintervall (20-480N) wiederholt. Somit wurde der frakturstabilisierende Effekt der Zementwolke alleine analysiert. Nach jedem Lastintervall wurden Röntgenbilder angefertigt und das Absinken der Fraktur und der Zementwolke vermessen.

Ergebnisse:

Nach der zyklischer Belastung mit 240N und 360N blieb die initiale Reposition mit beiden Osteosynthesetechniken in vergleichbarem Ausmaß erhalten. Die Frakturversorgung mit Platte zeigte signifikant weniger Repositionsverlust nach Belastung mit 480N (0.90.6mm) verglichen mit der Frakturversorgung mit Schrauben (1.50.8mm) (P=0.039). Die Präparate mit Plattenosteosynthese zeigten keine Bewegung der Schrauben oder Zementplombe unter Belastung. In der Gruppe mit Schraubenosteosynthese wurde in zwei Fällen ein Absinken der Zementplombe mitsamt der fixierenden Schraube und in einem Fall ein isoliertes Absinken der Zementplombe beobachtet. Die Entfernung der Osteosynthese erhöhte den Repositionsverlust signifikant in beiden Gruppen auf 1.30.7mm und 1.90.9mm für Platten- und Schraubenosteosynthese (P=0.002, P=0.003). Nach Entfernung der Osteosynthese wurde ein Absinken der Zementplombe bei fünf von acht Präparaten in jeder Gruppe beobachtet.

Schlussfolgerungen:

Nach Ballonreposition und Zementaugmentation von isolierten Tibiakopfimpressionsfrakturen zeigte die Frakturversorgung mit winkelstabiler Platte weniger Repositionsverlust und kein Absinken der Schrauben bei hohen Belastungen. Die Entfernung des Osteosynthesematerial führte zu vermehrten Repositionsverlust und Absinken der Zementplombe. Die Ergebnisse dieser Studie lassen darauf schließen, dass eine zusätzliche Osteosynthese nach Ballonreposition und Zementaugmentation von Tibiakopfimpressionsfrakturen erfolgen sollte. Eine Versorgung mit winkelstabiler Plattenosteosynthese ist empfehlenswert bei Patienten mit schwerer Osteoporose, großer Frakturfläche und guten Weichteilverhältnisse welche einen offenen operativen Zugang erlauben. Nach Verwendung der vollständigen minimal-invasiven Technik mit perkutaner Schraubenosteosynthese sollte eine teilbelastende Mobilisation erfolgen.

Zusammenfassung (Englisch)

Purpose:

Anatomical reduction of tibial plateau impression fractures is essential for avoiding post-traumatic knee arthritis. Isolated impression fractures of the tibial plateau are typically found in elderly patients with decreased bone quality. Minimally invasive surgery and early patient mobilization improve the outcome in this group of patients. Tibial plateau impression fractures can be reduced in a minimally invasive fashion by using a percutaneous balloon inflation system. The fracture is augmented with a cement injection in order to support the reduced subchondral bone. In clinical practice, additional fixation using screws or plates is commonly performed. Parallel screws (a screw raft) can be placed percutaneously, and this represents a fully minimally invasive surgical technique in combination with balloon reduction and cement augmentation of tibial impression fractures. Placement of a plate may be more invasive, although it provides angular stability for the screws. However, there is no evidence on whether additional fixation as such, and if so which methods of fixation, are necessary in the treatment of isolated tibial plateau impression fractures. The purpose of the present biomechanical study was to compare a locking plate and a screw raft for additional fixation after balloon reduction and cement augmentation in isolated tibial plateau impression fractures. After testing, the additional fixation was removed and loss of reduction was analyzed with cement augmentation of the fracture alone.

Methods:

In this biomechanical study, eight matched pairs of human fresh-frozen tibiae were used for testing. Pure impression fractures were created by pushing an indenter into the lateral tibial plateau. Fractures were reduced using a balloon inflation system (Kyphon-Medtronic). The subchondral bone void created was filled with injectable cement (VertecemV+, Synthes). In the first group, a lateral locking plate (3.5 mm, Synthes) was used for fixation. In the second group, a raft consisting of four 3.5-mm cortical screws was inserted through the cement cloud. Specimens underwent cyclic loading with 5000 cycles per interval, and loads of 20240 N, 20360 N and 20480 N were applied to the lateral tibial plateau. The applied load magnitudes simulated postoperative weight-bearing of 66%, 100% and 133%. Subsequently, the additional fixation (plate or screw raft) was removed and the last cyclic interval (20480 N) was repeated in order to assess fracture stabilization in the cement cloud alone. Radiographs were taken between each loading interval and loss of fracture reduction was assessed by measuring the subsidence of the subchondral bone and cement mass.

Results:

With both additional fixations, the initial reduction was maintained at a comparable magnitude during cyclic loading at 240 N and 360 N. Fractures treated with plate fixation showed significantly less subsidence during cyclic loading at 480 N (0.9 0.6 mm) in comparison with screw raft fixation (1.5 0.8 mm) (P = 0.039). No movement in the implant or cement was observed in the group with plate fixation. In the group with screw raft fixation, subsidence of the cement was observed in one case and subsidence of the cement with the attached screw in two cases. Loss of reduction significantly increased after implant removal to 1.3 0.7 mm and 1.9 0.9 mm in the groups with plate and screw raft fixation, respectively (P = 0.002, P = 0.003). After implant removal, subsidence of the cement was observed in five out of eight specimens in both groups.

Conclusions:

Angularly stable plate fixation of tibial plateau impression fractures showed less loss of reduction at higher loads in comparison with screw raft fixation. After removal of the additional fixation, the rate of cement cloud subsidence and loss of reduction significantly increased. The results of the present study suggest that after balloon reduction and cement augmentation of tibial plateau impression fractures, additional fixation should be carried out. Angularly stable plate fixation may be recommendable for minimizing postoperative loss of reduction, especially in cases of severe osteoporosis, with a large fracture surface and soft-tissue conditions permitting an open surgical approach. After fracture treatment using the fully minimally invasive technique with percutaneous screw raft insertion, partial weight-bearing should be recommended to the patient.