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Zielsetzung und Fragestellung: Knochenklebstoffe stellen einen potenziellen Ansatz zur Stabilisierung von Frakturrepositionen in der Unfallchirurgie dar und könnten den Einsatz zusätzlicher osteosynthetischer Hilfsmittel wie K-Drähte oder Klemmen ersetzen. Ziel dieser Studie war die biomechanische Untersuchung neuartiger, experimenteller Klebstoffsysteme auf Basis dualhärtender Knochenzemente mit und ohne Polymerkomponente unter standardisierten, kliniknahen Testbedingungen.

Material und Methoden: Ein experimenteller Knochenkleber (K1) (Mg3(PO4)2, MgO, 25% Phytinsäurelösung, Polymer Aquapol: 5wt%) wurde anhand klinischer Parameter (Abbindezeit, Viskosität, Injizierbarkeit, Ausfällung bei Blutkontakt) in unterschiedlichen Powder-Liquid-Ratios (PLR) im Hinblick auf die perioperative, chirurgische Anwendung optimiert. Dann erfolgten kliniknahe Testungen an Schweineknochen: In einem standardisierten Testmodell mit Säge- und Bohrschablonen wurden bikondyläre Tibiakopffrakturen simuliert. Es erfolgte die Stabilisierung der Fraktur durch Klebung (Abbildung 1 [Abb. 1]) mit dem, für die klinische Anwendung optimierten Magnesiumphosphat-Knochenkleber mit Polymeranteil (Powder-Liquid-Ratio (PLR) 1,7). Als Vergleichsgruppe wurde eine alternativer, experimenteller Knochenkleber (K2) (Mg2,75Ca0,25(PO4)2, MgO, 25% Phytinsäurelösung, PLR 1,714) herangezogen. In einer weiteren Gruppe (je n=10) wurde die reine 2-fache K-Draht-Stabilisierung der Frakturreposition mit den Knochenklebern verglichen. Biomechanisch wurden die drei Gruppen in Load-to-Failure-Tests durch axiale Krafteinleitung auf das Tibiaplateau über den femoralen Teil einer Knieendoprothese belastet (Abbildung 1 [Abb. 1]). Es erfolgte die Auswertung der Maximalkraft bei einer Verschiebung des medialen oder lateralen Plateaus von 2,5 mm.

Ergebnisse: Mit beiden Knochenklebern konnte die bikondyläre Tibiakopffraktur reponiert und temporär stabilisiert werden, ohne weitere Hilfsmittel zu verwenden. Der Knochenkleber mit Polymerkomponente (1) wies eine signifikant geringere Maximalkraft bei einer Dislokation des Tibiaplateaus von 2,5 mm auf als Knochenkleber 2 [Fmax(K1) = 140,92 ± 52,12 N; Fmax(K2) = 283,41 ± 64,36 N; p < 0,0001]. In der K-Draht-Gruppe kam es zu keinem wesentlichen Abrutschen der Kondylenfragmente im Verhältnis zum Schaftbereich, sondern zu einem Versagen des Versuchaufbaus im Schaftbereich in der Befestigungsvorrichtung mit Verlust der Kraftausübung der Femurprothese auf das Tibiaplateau (Abbildung 2 [Abb. 2]).

Diskussion und Schlussfolgerung: Mit beiden experimentellen Knochenklebern konnte eine komplexe, bikondyläre Tibiakopffraktur reponiert und die Reposition durch die Kleber stabil gehalten werden. Unter axialer Lasteinleitung wiesen beide Kleber erstaunlich hohe Werte bis zu einem, klinisch relevanten Dislokationsgrad von 2,5 mm der Fraktur auf. Mit Eigenschaften wie einer zähen homogenen Konsistenz und gleichmäßiger Applizierbarkeit birgt der Magnesiumphosphatkleber mit Polymeranteil außerdem großes Potenzial für die praktische Anwendung im klinischen Alltag.