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Fragestellung: Die Datenlage zur Verwendung einer Ein- oder Zweischraubentechnik zur ventralen Osteosynthese von Densfrakturen vom Typ II ist widersprüchlich. Obwohl die Zweischraubentechnik mehr Rotationsstabilität zu bieten scheint, haben weder klinische noch biomechanische Studien eindeutige Vorteile gegenüber der Einschraubentechnik gezeigt. Die Zweischraubentechnik verlängert die Operationszeit und führt zu einer vermehrten Belastung der zervikalen Weichteile. Translationale Forschungsansätze berichten eine verbesserte Stabilität bei der Verwendung von Schrauben mit größeren Durchmessern wie bei Pedikelschrauben. Frühere biomechanische Studien zu Ein- und Zweischraubentechniken ließen physiologische Bedingungen außer Acht und untersuchten mit direkten Belastungstests auf den Dens axis die Osteosynthesen. Ziel dieser Studie war der Entwurf eines Apparats zur Nachahmung der physiologischen Bedingungen des Atlantoaxialgelenks, um die Stabilität nach Ein- und Zweischraubentechnik bzw. einer Schraube mit größerem Durchmesser für die Osteosynthese von artifiziell erzeugten Densfrakturen vom Typ II zu testen.

Methodik: Es wurde ein 3D-gedruckter, motorbetriebener Apparat zur Montage an eine Zwick-Prüfmaschine entwickelt, der eine Kombination aller Bewegungsrichtungen ermöglicht (Abbildung [Abb. 1]). In diesen wurden intakte C1/2-Präparate eingebettet, um bestmöglich physiologische Bedingungen zu simulieren. Insgesamt wurden 14, von Muskeln, Sehnen und Nerven befreite, Präparate in drei Gruppen (1S, 2S, DGS) stratifiziert (1S [n=4]: 1x 4,0 mm Schraube; 2S [n=5]: 2x 4,0 mm Schrauben; DGS [n=5]: 1x 5,0 mm Doppelgewindeschrauben). Densfrakturen vom Typ II wurden artifiziell erzeugt und die Osteosynthesen durchgeführt. Jedes Präparat wurde in kombinierter Bewegung aller Bewegungsdimensionen mit zunehmender Vorlast von 1 bis 40 N getestet. Schraubenlockerungen wurden visuell (makroskopisch) und mittels von der Zwick gelieferten Ermüdungsdaten bestimmt. Die statistische Analyse erfolgte mit einer ANOVA und post-hoc-Tests nach Tukey. Das Signifikanzniveau lag bei p=0,05.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die durchschnittliche makroskopische Schraubenlockerung lag bei 17,0 +/- 10,1 N in der 1S-Gruppe, bei 30,8 +/- 10,5 N in der 2S-Gruppe und bei 12,8 +/- 2,5 N in der DGS-Gruppe. Es fand sich hierbei eine signifikant frühere Schraubenlockerung bei der DGS-Gruppe als bei der 2S-Gruppe (p=0,026). Die Ermüdungsdaten der Zwick zeigten eine durchschnittliche Lockerung bei 19,2 +/- 8,6 N für die 1S-Gruppe, bei 33,1 +/- 6,2 N für die 2S-Gruppe und bei 20,7 +/- 5,1 N für die DGS-Gruppe. Für die 1S-Gruppe und die DGS-Gruppe wurden hierbei signifikant frühzeitigere Lockerungen als bei der 2S-Gruppe beobachtet (p=0,025).

Der Versuchsaufbau ermöglicht eine optimale Annäherung an die physiologischen Bedingungen des Atlantoaxialgelenks in allen Bewegungsrichtungen. Insgesamt deutet die Datenanalyse auf eine Überlegenheit der Zweischraubentechnik gegenüber Einschraubentechniken bei der ventralen Versorgung von Densfrakturen vom Typ II.