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Stabilität der Osteosynthese bei Gelenkwalzenfrakturen in Klinik und biomechanischer Simulation

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Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie Aims and scope Submit manuscript

An Erratum to this article was published on 20 April 2004

Zusammenfassung

Problemstellung

Frakturen der Gelenkwalze werden trotz ungünstiger funktioneller Ergebnisse traditionsgemäß konservativ-frühfunktionell behandelt. Das von Rasse 1992 vorgestellte PDS-Pin-Verfahren über den präaurikulären Zugang [23] konnte sich wegen geringer Primärstabilität nicht durchsetzen. Im eigenen Kollektiv (Zeitraum 1993–2000, 101 Gelenkwalzenfrakturen) führten die alternativ eingesetzten Mikro- und Miniplattensysteme in ca. 30% zu narbenbedingten Limitationen der Translationskapazität, meist infolge von Materiallockerung. Ziel war daher die Entwicklung eines effizienten, d. h. belastungsstabilen, risikoarmen und atraumatischen Osteosyntheseverfahrens.

Material und Methoden

Zur Definition eines für die klinischen Umsetzung geeigneten Verfahrens wurden an standardisiert frakturierten Mandibulamodellen (Bohrschablonen für Frakturtyp A, B und C mit je sechs Modellen pro Fraktur- und Schraubentyp) jeweils drei PDS-Pins, resorbierbare 2,0-mm-, monokortikale 2,0-mm-Schrauben sowie 1,7-mm- und 1,2-mm-Kleinfragmentschrauben eingebracht. Die Testung erfolgte unter steigender Belastung in zentrischer (0–20–35-mm-Öffnung) und exzentrischer Kondylenposition (35-mm-Öffnung) in einem computergesteuerten Spezialprüfstand zur dynamischen, multivariablen Simulation von Kaukräften (16 hydraulische Antriebe). Verformungen des Frakturspalts wurden berührungsfrei über ein Bewegungserfassungssystem gemessen.

Ergebnisse

Innerhalb physiologischer Kaukraftbereiche zeigten nur monokortikale und 1,7-mm-Kleinfragmentschrauben bis 200 N akzeptable Spaltklaffungen (1,2-mm-Kleinfragmentschrauben bis 150 N, resorbierbare Schrauben bis 100 N, PDS-Pins bis 50 N). In Schraubenausreißversuchen aus Spongiosa (Kondylen 4–6 Monate alter Jungschweine) schnitten die 1,7-mm-Kleinfragmentschrauben ebenfalls überlegen ab. Ein daraufhin entwickeltes Kleinfragmentschraubenverfahren wurde bisher bei 74 Walzenfrakturen (58 Patienten) klinisch eingesetzt. Bei bis dato durchgeführten Materialentfernungen zeigten 41 von 49 Gelenken eine Restitutio ad integrum.

Schlussfolgerung

Die funktionsstabile Kleinfragmentschraubenosteosynthese über den retroaurikulären Zugang macht eine Teilimmobilisation überflüssig. Die extraartikuläre Lage der Schraubenköpfe beugt narbenbedingten Limitationen vor. Vorbestehende degenerative Schäden am diskoligamentären Apparat sind als prognostisch ungünstig zu werten.

Abstract

Background

Fractures of the condylar head are traditionally managed by closed techniques, despite a considerable rate of dysfunctional problems. PDS pin osteosynthesis (presented by Rasse 1992) via a preauricular approach failed to become established as a standard procedure due to a lack of stability. Alternatively, mini- or microplating, as performed in our patients (101 condylar head fractures between 1993 and 2000), showed high-grade limitations of translatory movements in about 30% due to scarification after loosening of osteosynthesis materials. The aim of this study was to establish an efficient procedure for achieving a functionally stable and atraumatic osteosynthesis.

Methods

For the definition of a suitable procedure, models of the mandible (standardized fractures, types A, B, and C) were osteosynthesized (six samples for each type of fracture and type of screw), each with three PDS pins, 2.0 mm resorbable, 2.0 cortical, 1.7 and 1.2 mm small fragment screws, and exposed to increasing loads in centric (0–20–35 mm opening) and eccentric (35 mm opening) condylar positions. A computerized biomechanical test stand allowed a dynamic simulation of chewing forces (16 hydraulic drives). The resulting fracture gaps were measured without contact by a motion capture system.

Results

Within physiological limits, only 1.7 small fragment and 2.0 mm cortical screws were able to bear occlusal loadings up to 200 N (1.2 mm small fragment screws up to 150 N, resorbable 2.0 mm screws up to 100 N, and PDS-pins up to 50 N). In a pullout experiment (condylar spongious bone of young pigs, aged 4–6 months), 1.7 mm small fragment screws showed superior retention. A consecutively developed small fragment screw-system has been applied clinically in 74 condylar head fractures (58 patients). After removal of osteosynthesis material, 41 of 49 TM joints have so far shown complete restitution.

Conclusions

The newly developed osteosynthesis system using a retroauricular approach based on 1.7 mm small fragment screws makes maxillomandibular immobilization unnecessary. The extra-articular position of the screw heads prevents scar-induced articular limitations. Preexisting degenerative alterations of the TMJ soft tissues, however, will affect functional results adversely.

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Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5
Abb. 6a–c
Abb. 7
Abb. 8
Abb. 9

Notes

  1. Der Versuchstand wurde in der Grundausstattung erstellt mit Mitteln aus dem KKF-Projekt 8754150 des Klinikums rechts der Isar (biomechanischer 3D-Prüfstand der Klinik und Poliklinik für MKG-Chirurgie der TUM) und im Rahmen des SFB 438, Projektbereich B, ausgebaut und in der Antragsperiode 2 von 2/2000 bis 1/2003 auf 16 Antriebe erweitert.

  2. Die Angabe der aufgezeichneten Klaffungen erfolgt als relativer Wert, da verfahrensbedingt die Aufnahmewinkel beim Tracking zwischen den einzelnen Frakturgruppen variieren und daher auf die Referenz bezogen werden müssen

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Authors and Affiliations

  1. Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer-, Gesichtschirurgie der Technischen Universität , Klinikum rechts der Isar, München

    A. Neff, G. Mühlberger, M. Karoglan, A. Kolk & H.-H. Horch

  2. Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie der Technischen Universität, Klinikum rechts der Isar mit Abteilung Biomechanik an der ZHS München

    W. Mittelmeier & D. Scheruhn

  3. Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer-, Gesichtschirurgie der Technischen Universität , Klinikum rechts der Isar, Ismaninger Straße 22, 81675, München

    A. Neff

Authors
  1. A. Neff
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  2. G. Mühlberger
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  3. M. Karoglan
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  4. A. Kolk
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  5. W. Mittelmeier
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  6. D. Scheruhn
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  7. H.-H. Horch
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Neff, A., Mühlberger, G., Karoglan, M. et al. Stabilität der Osteosynthese bei Gelenkwalzenfrakturen in Klinik und biomechanischer Simulation. Mund Kiefer GesichtsChir 8, 63–74 (2004). https://doi.org/10.1007/s10006-004-0529-9

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