Auswirkung verschiedener Bohrlochdurchmesser auf die Haltekraft von Osteosyntheseschrauben

Zusammenfassung

Osteosyntheseschrauben können beim Eindrehen nach Überschreitung der maximalen Torsionsbelastung des Schraubenschafts abbrechen. Durch Verwendung eines dickeren Vorbohrers wird die Torsionsbelastung der Schrauben reduziert. Ziel dieser Studie war, in In-vitro-Untersuchungen zu ermitteln, bis zu welchem Durchmesser die Vorbohrung für Mikro- und Minischrauben erweitert werden kann, ohne daß die Haltekraft der Schrauben abnimmt. 1,5- und 2-mm-Titanschrauben wurden nach Vorbohrung mit Bohrern, deren Durchmesser 66–95% des äußeren Schraubendurchmessers betrug, in Holz (2 mm), PVC (2; 3; 4 mm), und Kortikalis aus Schweineunterkiefern (2; 3; 4 mm) eingedreht. Die Haltekraft der Schrauben wurde durch Messung des maximalen Drehmoments und durch Ausreißtests bestimmt; für jede Kombination aus Schraube, Bohrlochdurchmesser und Testmaterialdicke wurden 10 Versuche durchgeführt. Eine multiphasische Regressionsanalyse ermöglichte die Berechnung der kritischen Bohrlochdurchmesser, bei deren Überschreitung die Schraubenhaltekraft abfiel. Bei den Drehmomentmessungen der Mikroschrauben wurden kritische Bohrlochdurchmesser (KBD) zwischen 83 und 85% des äußeren Schraubendurchmessers ermittelt, der KBD der Minischrauben lag zwischen 80 und 90% des äußeren Schraubendurchmessers. In den Ausreißversuchen betrug der KBD der Mikroschrauben 83–89% des äußeren Schraubendurchmessers, der KBD der Minischrauben 79–91% des äußeren Schraubendurchmessers. Der Durchmesser des Vorbohrers konnte im Durchschnitt auf 85% des äußeren Schraubendurchmessers vergrößert werden, ohne die Haltekraft der Schrauben deutlich zu verringern.

Summary

The standard drill size for most osteosynthesis screws is about 75% of the screw’s external diameter. When screws are inserted in thick cortical bone, a small pilot hole size can result in high torsional stress, leading to screw fracturing. The aim of this study was to enlarge the drill size up to a critical pilot hole size, exceeding of which leads to a rapid decrease of the screw’s holding power. Titanium screws of diameter 1.5 and 2 mm were inserted in discs of PVC, wood and porcine mandibular bone with different thickness between 2 to 4 mm, using pilot hole sizes of 66– 95% of the screw’s external diameter. The maximum torque was recorded and pull-out tests were performed. Ten trials were conducted for each screw–pilot hole size–material combination, yielding a total of 1560 tests. A multiphase regression analysis was performed to calculate the critical pilot hole size (CPHS). In torque measurements, the CPHS of microscrews were between 83% and 85% of screw outer diameter (SOD) and the CPHS of miniscrews were between 80% and 90% of SOD. In pull-out analysis the CPHS of microscrews were between 83% and 89% of SOD and the CPHS of miniscrews were between 79% and 91% of SOD. The CPHS was thus found to be around 85% of the screw’s external diameter. Up to this critical point the pilot hole size may be increased without affecting the holding power of the screws.