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Zielsetzung und Fragestellung: Tibiaplateaufrakturen stellen nach wie vor eine große Herausforderung für die behandelnden Chirurg:innen dar. Die präoperative Planung mit Visualisierung der Frakturmorphologie kann die Operationszeit, die Durchleuchtungsdauer und den Blutverlust reduzieren, eine Verbesserung des Outcomes konnte bisher jedoch nicht nachgewiesen werden. Die Stabilisierung der Fraktur hängt weiterhin stark von der Erfahrung der Operateur:innen ab. Finite-Elemente-Modelle (FEM) ermöglichen heute eine realitätsnahe Vorhersage der Stabilität von Osteosynthesen. Ist es also möglich, das operative Outcome durch eine FEM-basierte präoperative Planung zu verbessern?

Material und Methoden: In dieser Studie wurden zwölf humane Proben mit intakten Weichteilen verwendet und mit einer Schatzker-Typ-4-Fraktur versehen (Rimasys GmbH). Die Proben wurden in zwei Gruppen (konventionell vs. FEM-geplant) nach Knochendichte (BMD) gematcht. Sechs erfahrene Hauptoperateure für Tibiakopffrakturen führten jeweils einen Eingriff mit und einen ohne FEM-basierte Planung durch. Die operative Vorgabe bestand darin, die Fraktur medial mit einer winkelstabilen Platte und ggf. mit Einzelschrauben (Pangea, ASNIS 4.0, Stryker GmbH) zu stabilisieren. Die Operateur:innen konnten ihren Fall wie gewohnt mindestens 24 Stunden im Voraus planen. Bei der FEM-Planung erfolgten zusätzlich die Segmentierung der Fraktur sowie die Berechnung der optimalen Platten- und Schraubenlage³. Für die exakte Platzierung wurde eine 3D-gedruckte Schablone verwendet. Die mentale Belastung der Operateur:innen wurde mittels NASA-TLX erfasst. Für jeden Fall wurden die Zeiten der operativen Schritte sowie die Durchleuchtungsdauer dokumentiert. Anschließend wurden die Proben von Weichteilen befreit und mittels zyklischem Sinuslastprotokoll schrittweise bis zum Versagen getestet. Die statistische Auswertung erfolgte mit dem Student’s t-Test.

Ergebnisse: Die BMD war in beiden Gruppen vergleichbar (Tabelle 1 [Tab. 1]). Die intraoperativ gemessenen Zeiten und die initiale Steifigkeit zeigten nur geringe Vorteile zugunsten der FEM-geplanten Gruppe, die jedoch nicht signifikant waren. Die Anzahl der Zyklen bis zum Versagen war in der FEM-Gruppe deutlich höher als in der konventionellen Gruppe (10.100±5.400 vs. 4.100±2.400; p=0,046). Auch der NASA-TLX zeigte einen Vorteil für die FEM-Gruppe (33±12,4 vs. 49±8,6; p=0,043).

Diskussion und Schlussfolgerung: Die FEM-basierte Planung kann selbst bei erfahrenen Hauptoperateuren sowohl die mentale Belastung reduzieren als auch das biomechanische Outcome verbessern. Weitere klinische Studien sind notwendig, um die Überlegenheit dieser Zukunftstechnologie für Patient:innen zu belegen.