Externe Fixation von Beckenringfrakturen, biomechanische Messungen am Knochenersatzmodell
External Fixation of pelvic ring fractures, biomechanical studies at the plastic pelvic sample

Wölfl Ch G1, Richter H1, Egbers H-J2, Gahr R H3

Chirurgische Klinik mit Poliklinik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg1 (Direktor: Prof. Dr. med. W. Hohenberger), Fachbereich Unfallchirurgie (Leiter: Prof. F. F. Hennig)
Klinik für Unfallchirurgie, Christian-Albrechts-Universität Kiel2 (komm. Direktor: Priv.-Doz. Dr. med. habil. H.-J. Egbers)
Zentrum für Traumatologie mit Brandverletztenzentrum, Städtisches Klinikum „St. Georg“, Akademisches Lehrkrankenhaus der Universität Leipzig3 (Geschäftsführender Chefarzt: Prof.(Skp) Dr. med. habil. R.H. Gahr)

Zusammenfassung:

Wölfl ChG, Richter H, Egbers HJ, Gahr RH. Externe Fixation von Beckenringfrakturen, biomechanische Messungen am Knochenersatzmodell. Klinische Sport­medi­zin/Clinical Sports Medicine-Germany (KCS) 2001, 2(6): 98-105.

Fragestellung: Ziel war die Testung verschiedener Fixateur-Systeme bei instabilen Beckenfrakturen. Die Messungen wurden unter reproduzierbaren Verhältnissen durchgeführt, der biologisch-dynamische Fixateur als Referenz wurde mit Aufbauten des Hoffmann-II-Systems verglichen.
Material und Methoden: Die Messungen erfolgten mittels einer Universaltestmaschine unter Laborbedingungen, es wurde ein Meßvorgang pro Aufbau in Bezug auf folgende Kriterien durchgeführt:
1. Instrumentierungsgewicht
2. Abstand Schwerpunkt – ISG
3. Vorspannung
4. Steifheit
5. Maximalkraft bis zur Öffnung der Osteotomie um 5 mm
Ergebnisse:
1. Gewicht: Die einfache H-II-Instrumentierung war mit 750 g die leichteste, der Nachbau des biologisch-dynamischen Fixateurs mit 2017 g die schwerste Konstruktion.
2. Schwerpunktabstand von ISG:135mm beim einfachen H-II-Fixateur, Slätis-Rahmen 190mm, Referenz biolog.-dynam. Fixateur 150mm
3. Vorspannung:100 N wurde erreicht vom biologisch-dynamischen Fixateur, dem H-II-Fixateur Nachbau des Egbers Fixateur und dem einfachen H-II mit Handkompression. Zwei H-II-Instrumentierungen ohne Vorspannung, Slätis-Rahmen und Triax erreichten 50 N und 30 N.
4. Steifheit:Ho-II-Fixateur mit Handkompression 20,4 N/mm in transversaler Richtung in der Symphyse und 8 N/mm in transversaler Richtung im ISG. Der biol.-dynam. Fixateur 8 N/mm in sagittaler Richtung im ISG.
5. Maximalkraft: Mit 140 N in transversaler Richtung (Symphyse) und transversaler Richtung (ISG) war der Hoffmann-II-Fixateur mit Handkompression führend, mit 57 N in sagittaler Richtung (ISG) der biologisch-dynamische Fixateur.
Fazit: Fixateursysteme ohne Vorspannmöglichkeit in der Iliosakralregion schaffen ungenügend Stabilität um hintere Becken­ringfrakturen zu versorgen. Der biologisch-dynamische-Fixateur als Referenz bestätigt in dieser Studie seine guten Eigen­schaften. Mit dem Hoffmann-II-System wurde eine Instrumentierung gefunden die eine Alternative für die Versorgung instabiler Beckenringverletzungen bietet.

Schlüsselwörter: Fixateur-externe, Biomechanik, Beckenringfrakturen, Vorspannung

Abstract:

Wölfl ChG, Richter H, Egbers HJ, Gahr RH. External Fixation of pelvic ring fractures, biomechanical studies at the plastic pelvic sample. Klinische Sport­medi­zin/Clinical Sports Medicine-Germany (KCS) 2001, 2(6): 98-105.

Objective: We tested different external fixation systems for the treatment of unstable pelvic ring disruptions. The messurements were done under reproductive and controled settings. We compared the biologic-dynamic fixation system with several instrumentations built from the Hoffmann-II-Fixation System
Material and methods: We tested the systems with an universal testing machine under laboratorry settings, we performed one test with each system, looking for the following subjects:
1. weight of the instrumentations
2. distance centre of gravity - ISJ
3. preload
4. stiffness
5. maximal force to open the osteotomy for 5mm
Results:
1. with 750g, the Hoffman-II-Instrumentation with hand compression was the lightest, the biologic-dynamic fixator made out of Hoffmann-II-parts with 2017g the heaviest instrumentation
2. the easy H-II-instrumentation has an distance from 135mm, the Slatis-frame 190mm and the biologic-dynamic fixator from Egbers 150mm
3. 100N were achieved by the biologic-dynamic fixator and it´s copy and from the easy Hoffmann-II-instrumentation with hand compression. The Slatis-frame reached 50N, the Triax-instrumentaion 30N and two ventral H-II-fixation systems no preload.
4. The Ho-II-fixator with handcompression reached 20,4 N/mm in transverse direction in the symphysisand 8 N/mm in transvere direction in the ISJ. The biologic-dynamic Fixator 8 N/mm in sagittale direction in the ISJ
5. With140 N in transvere direction in the symphysis and transverse direction in the ISJ the Hoffmann-II-fixation system with handcompression was leading, with 57 N in sagittale direction in the ISJ der biologic-dynamic Fixateur was tested the best.
Conclusion: Instrumentations without the possibility of a preload to the ISJ do not achive enough stability to treat instable dorsal pelvic ring fractures. The biologic-dynamic fixation system from Mr. Egbers once again proved it´s positive caracteristics. With the very simple H-II-Instrumentation with hand compression an external fixation system could be found and tested in the modell wich can be an alternative for the treatment of instable pelvic disruptions.

Keywords: external fixation, biomechanics, pelvic ring fractures, preload