Biomechanik der Verriegelungsmarknagelung bei Oberarmschaftfrakturen Vergleichsuntersuchungen zweier Marknagelsysteme und des Effekts der interfragmentären Kompression bei unaufgebohrtem Humerusnagel

Zusammenfassung

Der unaufgebohrte Humerusnagel (UHN) wurde in dieser biomechanischen Studie hinsichtlich seiner Biege- und Torsionssteifigkeiten im implantierten Zustand geprüft. Andere intramedulläre Nägel, insbesondere die unverriegelten Markraumschiener wurden von verschiedenen Autoren hinsichtlich unzulänglicher Rotationsstabilität insbesondere bei Quer- und kurzen Schrägbrüchen des Humerusschafts kritisiert. Es wird untersucht, ob der UHN selbst, wie auch der UHN in Verbindung mit interfragmentärer Kompression durch ein spezielles Kompressionsgerät die Torsionssteifigkeit signifikant erhöhen kann. Zur Bewertung von Biege- und Torsionssteifigkeit des UHN wurde dieser mit dem Russell-Taylor (RT)-Humerusnagel in paarigen in Schaftmitte osteotomierten Leichenhumeri biomechanisch verglichen. Identische Paarvergleiche erfolgten mit dem UHN ohne und UHN mit interfragmentärer Kompression. Sowohl in a.-p.-, wie auch mediolateraler Richtung ist die Steifigkeit unter 4-Punkte-Biegung bei Stabilisierung mit dem RT signifikant höher. Unter Torsionsbelastungen mit Momenten von 4, 6 und 8 Nm erzielt der UHN um mehr als das Doppelte höhere Torsionssteifigkeiten. Der nur dynamisch verriegelbare RT besitzt ein auffallend hohes initiales Bolzen-Nagel-Spiel. Durch zusätzliche interfragmentäre Kompression steigt sowohl die Steifigkeit des UHN unter 4-Punkte-Biegung in a.-p.-, wie auch mediolateraler Richtung signifikant an. Auch unter Torsionsbelastung mit Drehmomenten von 4, 6 und 8 Nm erhöht sich die Torsionssteifigkeit durch interfragmentäre Kompression signifikant. Im Vergleich mit biomechanischen Studien anderer Autoren zeigt sich, dass diese statische Verriegelungsnagelung hinsichtlich ihrer Torsionsstabilität den nicht-statischen intramedullären Verfahren, und hier insbesondere den Markraumschienern, deutlich überlegen ist und sich insbesondere f6uuml;r rotationskritische Frakturtypen wie Quer- und kurze Schrägfrakturen des Humerusschafts anbietet.

Abstract

In this biomechanical study the implanted Unreamed Humeral Nail (UHN) has been tested concerning bending and torsional stiffnesses. In literature other intramedullary implants have been critisized for insufficient rotatory stability especially in transverse and short oblique fractures of the humeral shaft. This study examined, whether the implanted UHN, as well as the UHN implanted with interfragmentary compression through a specific compression device, is able to augment torsional stiffness significantly. To evaluate bending and torsional stiffnesses, the UHN has been compared biomechanically to the Russell-Taylor humeral nail (RT) in paired mid-shaft osteotomized cadaveric humeri. Identic paired comparison has been performed with the UHN without and UHN with interfragmentary compression. In anterior-posterior, as well as medio-lateral direction stiffness under four-point-bending is significantly higher in stabilizing with the RT. Under torsional loading with moments of 4 Nm, 6 Nm and 8 Nm the UHN reached more than the double torsional stiffness. The RT, which is only dynamically interlocked, owns a high initial “play” between bolts and nail itself. Through additional interfragmentary compression stiffness of the UHN under four-point-bending in anterior-posterior, as well as medio-lateral direction augments significantly. Also under torsional loading with moments of 4 Nm, 6 Nm und 8 Nm torsional stiffness increases with interfragmentary compression significantly. In comparison to other biomechanical studies of different autorship it is clear, that this statically interlocked intramedullary nailing of the humeral shaft is superior to non-statically interlocked types of nailing concerning their stabilizing potency in torsion and serves especially for fracture types, which are critically under rotation, as transverse or short oblique humeral shaft fractures.