Neues Modell der Karl Land­stei­ner Pri­vat­uni für Gesund­heits­wis­sen­schaf­ten lie­fert Grund­la­gen zur opti­mier­ten Posi­tio­nie­rung ortho­pä­di­scher Schrau­ben. Fokus liegt auf Mes­sun­gen der Knochenstruktur. 

Metal­li­sche Schrau­ben sind in der Kno­chen­chir­ur­gie unver­zicht­bar, doch sie kön­nen unter all­täg­li­cher Belas­tung ver­sa­gen. Eine neue Stu­die zeigt nun, dass sich das Risiko eines Ver­sa­gens bereits vor der Implan­ta­tion anhand detail­lier­ter Mes­sun­gen der Kno­chen­struk­tur vor­her­sa­gen lässt. Mit­hilfe hoch­auf­lö­sen­der Mikro-CT-Auf­nah­men ana­ly­sierte ein For­schungs­team Anga­ben zufolge 100 Kno­chen­pro­ben unter zehn ver­schie­de­nen Belas­tungs­sze­na­rien und fand zwei ent­schei­dende Fak­to­ren, die bis zu 90 Pro­zent der Sta­bi­li­täts­un­ter­schiede erklären. 

Kom­bi­na­tion von moder­ner Bild­ge­bung mit mecha­ni­schen Belastungstests
Die Stu­die unter Lei­tung der Karl Land­stei­ner Pri­vat­uni­ver­si­tät für Gesund­heits­wis­sen­schaf­ten (KL Krems) schafft damit ein Modell für zahl­rei­che ortho­pä­di­sche Ein­griffe, um die Implan­ta­tion von Schrau­ben siche­rer zu pla­nen und spä­tere Kom­pli­ka­tio­nen zu ver­mei­den. Die Exper­ten kom­bi­nier­ten dabei modernste Bild­ge­bung mit mecha­ni­schen Belas­tungs­tests, um das Zusam­men­spiel zwi­schen Kno­chen­struk­tur und Schrau­ben­sta­bi­li­tät zu entschlüsseln.

„Wir woll­ten Fol­gen­des wis­sen : Kann man noch vor der Implan­ta­tion einer Schraube allein anhand der umlie­gen­den Kno­chen­struk­tur vor­her­sa­gen, ob die Schraube unter den spä­ter zu erwar­ten­den Kräf­ten ver­sa­gen wird?“, erklärt Andreas Rei­sin­ger, Lei­ter des Fach­be­reichs Bio­me­cha­nik an der KL Krems. „Und unsere Ant­wort lau­tet : Ja – und zwar erstaun­lich präzise.“ 

Tests mit men­schen­ähn­li­chen Schweineknochen
Mit­hilfe eines Mikro-Com­pu­ter­to­mo­gra­phen (CT) im Kno­chen­la­bor der KL Krems wur­den zunächst die Kno­chen­struk­tu­ren in der Umge­bung jener Stel­len ana­ly­siert, wo dann die Schrau­ben implan­tiert wur­den. Danach wur­den diese Schrau­ben Belas­tungs­tests aus­ge­setzt, die all­täg­li­che Bewe­gun­gen wie Gehen oder Heben simu­lier­ten. Das Ergeb­nis : Kno­chen mit höhe­rem Volu­men und dich­te­rer Struk­tur bie­ten den Schrau­ben deut­lich mehr Halt – unab­hän­gig von der Art der Belas­tung. Getes­tet wurde mit Schwei­ne­kno­chen­pro­ben, die der mensch­li­chen Kno­chen­struk­tur stark ähneln. 

Die Ergeb­nisse der Stu­die an der KL Krems sol­len nun neue Per­spek­ti­ven für eine per­so­na­li­sierte Ortho­pä­die eröff­nen. Beson­ders bei älte­ren Men­schen oder Pati­en­ten mit Osteo­po­rose las­sen sich durch prä­zi­sere Pla­nung siche­rere und effek­ti­vere Fixie­run­gen geschä­dig­ter Kno­chen errei­chen. „Die Arbeit der KL Krems unter­streicht, wie wert­voll die Ver­bin­dung von Inge­nieur­wis­sen­schaft und Medi­zin ist – und wie moderne Vor­her­sa­ge­mo­delle hel­fen kön­nen, Behand­lungs­er­geb­nisse zu ver­bes­sern“, so die KL Krems in einer Aussendung.