1) Diagnostik einer Beteiligung des Syndesmosenkomplexes – Validierung des Hook-Tests

Der intraoperative Hook-Test ist weit verbreitet, aber hinsichtlich Kraft, Richtung und Validität unzureichend standardisiert. Biomechanische Untersuchungen sollen klären, wie sich definierte Zugrichtungen, Zugkräfte und Frakturkonstellationen auf die diastatische Bewegung der Fibula auswirken und welche Grenzwerte valide Instabilitäten anzeigen. Zentrale Fragestellung ist die Reproduzierbarkeit des Tests und seine Sensitivität gegenüber partiellen und kompletten Bandverletzungen.

Eine weitere Untersuchung soll verschiedene Zugrichtungen des Hook-Testes analysieren und die Frage klären, ob es eine optimale Zugrichtung gibt.

https://doi.org/10.3390/jcm12144580

2) Schrauben- vs. Nagelarthrodese am oberen Sprunggelenk

Arthrodesen des OSG können durch kanülierte Schrauben oder durch intramedulläre Nägel erfolgen. Die Frage nach der überlegenen Stabilität ist klinisch relevant, insbesondere bei komplexen oder osteoporotischen Situationen. Biomechanisch sollen Steifigkeit, Rotationsstabilität und Relativbewegungen zwischen Tibia, Talus und Calcaneus verglichen werden. Die Versagensmechanismen (Implantatversagen, sekundäre Frakturen, Luxationen) dienen als zusätzliche Endpunkte.

3) Additive Stabilisierung des vorderen Beckenringes nach dorsaler Versorgung mittels Sacronail

Geriatrische Beckenringverletzungen sind ein häufiger werdendes Problem im unfallchirurgischen Alltag. Der dorsale Beckenring kann durch Schrauben oder neuere Implantate wie den Sacronail minimalinvasiv stabilisiert werden und damit eine zügige Mobilisation möglich gemacht werden. Ob die fast immer kombiniert auftretenden vorderen Beckenringfrakturen auch stabilisiert werden sollen ist Gegenstand der aktuellen Diskussion. In einem biomechanischen Modell soll die additive Versorgung des vorderen Beckenrings bei geriatrischen Beckenringfrakturen untersucht werden. 

4) Biomechanik diaphysär schaftverankerter Megaprothesen am Humerus

Bei besonders durch Rotationskräfte belasteten Megaprothesen, wie z.B. einem proximalen oder distalen Humerusersatz, ist bei Verwendung einer zementierten Verankerungstechnik eine rasche Lockerung in der klinischen Praxis zu beobachten. Die Alternative einer rein zementfreien/ osteointegrierenden Verankerung kommt insbesondere bei unserer Patientenklientel (Z.n. Tumorresektion mit vorbestehender/geplanter Radiochemotherapie) meist nicht in Betracht, sodass verbesserte Konzepte der zementierten Verankerungstechnik (Collar, Lasche, additive Schrauben) am biomechanischen Modell getestet werden sollen.

5) Biomechank distaler Radiusfrakturen mit metaphysärer Trümmerfrakturen mit dorsaler und radialer Defektzone

Die distale Radiusfraktur stellt eine der häufigsten Frakturen des menschlichen Körpers dar. Der heutige
therapeutische Standard ist die winkelstabile palmare Plattenosteosynthese. In ersten Studien konnten wir
feststellen, dass eine zusätzliche radiale Platte die Stabilität des Konstrukts steigert, wobei sich Unterschiede aber erst
bei Messung der einzelnen interfragmentären Bewegungen zeigten. In weiteren Experimenten soll nun gezeigt werden ob eine gezielte Verschraubung des Gelenkblocks einen ähnlichen Effekt aufweist und welchen Einfluss die Zahl der genutzten gelenknahen Schrauben auf die interfragmentären Bewegungen hat.

Abgeschlossene Projekte:

1) Vergleich von Osteosyntheseverfahren bei Metatarsale-5-Basisfrakturen (Jones)

Frakturen der MT-V-Basis (insbes. Jones-Frakturen) zeigen teils hohe Raten an verzögerter Heilung und Non-Union. Standard ist die intramedulläre Schraubenosteosynthese; alternative Verfahren wie die Zuggurtungsosteosynthese zeigen teils vielversprechende klinische Ergebnisse. In einem standardisierten Biegebelastungsmodell sollen die Osteosynthesen biomechanisch verglichen werden, um Unterschiede hinsichtlich Primärstabilität, Steifigkeit und Versagenslast zu quantifizieren.

https://doi.org/10.1053/j.jfas.2022.08.004

2) Die Rolle des posterioren Malleolus im Kontext des Syndesmosenkomplexes

Der posterioren Malleolus stellt die knöcherne Verankerung des posterioren Syndesmosenbandes (PITFL) dar und ist damit zentraler Bestandteil der Syndesmosenstabilität. Frühere Studien zeigten, dass die Fixierung des PM die Stabilität der Malleolengabel maßgeblich beeinflusst und ggf. die Notwendigkeit einer zusätzlichen Syndesmosenfixation reduziert. Aufbauend auf der biomechanischen Analyse unterschiedlicher Frakturformen und Fixationskonzepte sollen weitere Untersuchungen den Einfluss des PM auf die dreidimensionale Stabilität des Syndesmosenkomplexes quantifizieren. Auch der Anteil der übrigen Syndesmosenbänder an der Gesamtstabilität des Syndesmosenkomplexes soll hierbei analysiert werden.

https://doi.org/10.1016/j.fas.2022.02.006

3) Die Rolle der osteosynthetischen Fixierung des posterioren Malleolus

Es existiert keine einheitliche Empfehlung zur optimalen Fixation des PM. Diskutiert werden indirekte ap-Verschraubungen versus direkte dorsale Reposition und pa-Fixation. Erste biomechanische Studien zeigen vergleichbare Torsionsstabilität beider Schraubenrichtungen, wobei pa-Fixationen tendenziell höhere Stabilität aufweisen. Ziel des Projekts ist die differenzierte Analyse von Schraubenrichtung, Schraubenzahl und Plattenosteosynthesen hinsichtlich Primärstabilität, interfragmentärer Bewegung und Repositionsgenauigkeit.

https://doi.org/10.3390/app12083833

4) Entwicklung eines innovativen Syndesmosen-Test-Tools

In Anschluss an die Validierungsstudien des Hook-Tests soll ein standardisierbares Messgerät entwickelt werden, das definierte Zugkräfte dynamisch aufbringt und diastatische Bewegungen objektiv erfasst. Ziel ist ein intraoperativ anwendbares, einfaches Instrument mit fixer Kraftübertragung, das die Diagnostik relevanter Instabilitäten verbessert und die Indikationsstellung zur Syndesmosenfixierung vereinheitlicht.

https://doi.org/10.1038/s41598-024-51872-4

5) Vergleich verschiedener Plattenmodelle bei der Lapidus-Arthrodese

Die Lapidus-Arthrodese wird zunehmend mit winkelstabilen Platten versorgt. Bisherige biomechanische Daten zeigen Vorteile plantarer Plattenpositionen; neuere medioplantare Platten könnten diese Vorteile mit geringerer Weichteilmorbidität kombinieren. Eine biomechanische Studie soll unterschiedliche Plattenmodelle unter zyklischer Belastung vergleichen, um Unterschiede in Steifigkeit, Relativbewegung und Versagensverhalten zu erfassen.

https://doi.org/10.3390/jcm12123896

6) Fibulanagel vs. winkelstabile Plattenosteosynthese bei geriatrischen Sprunggelenksfrakturen

Die minimalinvasive Versorgung mittels Fibulanagel könnte insbesondere bei osteoporotischen Frakturen Vorteile gegenüber der Plattenosteosynthese bieten. In einem hochinstabilen biomechanischen Modell sollen Primärstabilität, Relativbewegungen und Versagensmuster beider Verfahren untersucht werden. Ziel ist die Klärung, ob der FN in der Lage ist, die Instabilität rotationsinstabiler Sprunggelenksfrakturen adäquat zu kontrollieren.

https://doi.org/10.3390/jcm12020698