Mechanische Überprüfung der Winkelstabilität von internen Fixateuren und winkelstabilen Plattensystemen

Wie im Bereich der Wirbelsäulenimplantate schon länger etabliert wurden in den letzten Jahren auch winkelstabile Plattensysteme für den Bereich der Osteosynthese entwickelt, welche zudem eine monokortikale Schraubenverankerung erlauben. Zur Realisierung der winkelstabilen Verbindung auf kleinstem Raum (Beibehaltung der flachen Plattengeometrie) wurden die verwendeten Materialien konstruktiv ausgereizt. Ziel dieser Studie war es, zu prüfen, ob die Plattenimplantate durch die Einführung der winkelstabilen Schrauben-Platten-Verbindung mechanisch geschwächt werden. Die Testmethode orientiert sich an den Standards zur Prüfung von Fixateuren für die Wirbelsäule. Die beiden exemplarisch untersuchten Plattenfixateurtypen wurden in einer Schwenkhalterung auf einer hydraulischen Materialprüfmaschine MTS-Bionix 858.2 fixiert. Bei quasistatischer und dynamischer Belastung wurden die mechanischen Kennwerte Steifigkeit, Biegefestigkeit und Dauerschwingfestigkeit ermittelt. Beide winkelstabilen Systeme zeigten ähnliche Dauerfestigkeiten. Keines der beiden Systeme zeigte ein Versagen oder eine Lockerung der winkelstabilen Verbindung. Es traten ausschließlich plastische und elastische Verformungen an der Platte und den Schraubenschäften auf oder die Schrauben versagten durch Bruch. Diese einfache Untersuchung zeigt, daß die neuen winkelstabilen Kopplungen, wenn sie entsprechend den Herstellervorgaben appliziert werden, keinesfalls Schwachstellen an den Implantaten darstellen.

Angularly stable (“locked”) plate systems have long been established as implants for the spine. In recent years, systems of this type have been developed for use in osteosynthesis which also allow the use of monocortical screws. To achieve angular stability with minimal dimensions, i.e., retaining flat plate forms, designers exploited some of the materials’ physical traits. This study was intended to test whether implants have been weakened by the newly introduced locking methods of screw-to-plate bonding. We structured our methods after standards already used in testing fixators for the spine. Examples of the two standard types of fixation system were attached to the actuator of a MTS Bionix 858.2 hydraulic testing apparatus. Results were ascertained for rigidity, transverse strength, and vibration resistance under semistatic and dynamic stress. The systems displayed similar longevity. Neither one failed or showed any loosening of the angularly stable joint. The only changes observed were deformation or bending of plates and screw shafts, as well as screw breaking. Our simple examination showed that, as long as manufacturers’ recommendations are followed, the locking interface between screw and plate does not represent a weak point in implants.