Steifigkeit des AO-Wirbelfixateur externe

Zusammenfassung

Die Steifigkeit des AO Wirbelfixateur externe wird anhand von experimentellen Untersuchungen kritisch analysiert. Geprüft wurde das Verhalten des AO Wirbelfixateur externe in bezug auf seine Axial-, Transversal- und Verwindungssteifigkeit mit jeweils zwei bekannten und einem neuartigen Pedikelschraubentyp. Die Versuche wurden an Attrappen und an Humanpräparaten durchgeführt. Die Frage nach der Bedeutung einer distrahierenden Vorspannung fand besondere Beachtung. Die Ergebnisse zeigten, daß die Steifigkeit im Attrappenversuch und am Lendenwirbelsäulenpräparat mit erhaltenem vorderen Längsband und intakter Zwischenwirbelscheibe unter dem erforderlichen Wert liegt um die im Bereich der LWS wirkenden, axialen Kräfte vollständig zu kompensieren. Demgegenüber übersteigt die Transversalstabilität und auch die Verwindungssteifigkeit des Implantats die in vivo zu erwartenden Kräfte teilweise erheblich. Der technischen Konfiguration des AO Wirbelfixateur externe (Kontermuttern) kommt dabei größere Bedeutung zu als dem benutzten Schraubentyp. Die vorgestellten Ergebnisse deuten darauf hin, daß möglicherweise die klinisch nutzbaren Eigenschaften des AO Wirbelfixateur externe primär stabilisierend auf Gleitund Torsionspathologien im Bereich der LWS wirken und den Effekt der Distraktion überwiegen.

Abstract

The stiffness of the AO external pedicular fixator was analysed in an experimental laboratory study using three different sets of pedicle screws and different configurations of the implant. The experiments were performed with a wooden model as well as with bi-segmental human lumbar spine specimens with disc and ligaments intact. The capacity of the AO external pedicular fixator to compensate axial load, transversal- and torsion forces was compared to physiological requirements. Of particular interest was the effect of preload on the axial stiffness. It is demonstrated that the axial stiffness of the AO external pedicular fixator is so low that the axial load on the lumbar spine level in humans cannot be influenced by the fixator even when preloaded. However the resistance against torsion and transversal slipping is probably higher than required in vivo. No significant differences were found between the three types of pedicular screws. The effect of the triangular counter nuts of the AO external pedicular fixator on the transversal- and torsion stability was important. The presented results suggest that the AO external pedicular fixator can be of significant value in segmental rotation- and translocation pathologies of the lumbar spine and that the effect of isolated segmental distraction has probably been overestimated.