Mechanisches Versagen thorakolumbaler Wirbelkörper nach ...

theoretische Grundlagen und Stand der Forschung
In einer Untersuchung zum Nutzen der prophylaktischen Vertebroplastie zeigte die
Reduzierung der elastischen Komponente des PMMA Zements allerdings keinen
signifikanten Unterschied in der biomechanischen Belastbarkeit der Wirbelsäulensegmente.
Es konnte weder eine Zunahme in der Häufigkeit, noch in der Schwere
der Frakturen unter wiederholter axialer Belastung nachgewiesen werden (Oakland,
Furtado et al. 2008).
Zudem gilt es als erwiesen, dass verschiedene externe Faktoren die Eigenschaften
des Knochenzements beeinflussen. Dazu müssen Umweltfaktoren wie die
Umgebungstemperatur (Baleani, Cristofolini et al. 2001) und die Feuchtigkeit (Akashi,
Matsuya et al. 1999) gezählt werden. Auch die Präparation des Zements hat
entscheidenden Einfluss auf seine Eigenschaften (Dunne and Orr 2001). Generell
gilt, dass es sich bei Knochenzementen um technisch-empfindliche Werkstoffe
handelt, die eine gewisse Standardisierung im Umgang voraussetzen, um am Ende
reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten (Lewis and Austin 1994; Lewis, van Hooy-
Corstjens et al. 2005; Nottrott, Molster et al. 2007; Nottrott, Molster et al. 2008).
Eine Studie aus dem Jahr 2008 untersuchte den Einfluss von Temperatur und dem
Medium, in das der Knochenzement eingebracht wurde, auf die Eigenschaften des
Zements. Dazu wurden die Elastizität und die Festigkeit von Zementproben, welche
in trockener Umgebung bei 23 °C aufbewahrt wurden, mit den Werten solcher
Proben, die unter in-situ Bedingungen (37 °C / Wasser) gelagert waren, verglichen.
Es stellte sich heraus, dass die in-situ Proben im Laufe der Zeit an Elastizität und
Festigkeit verloren, während die Materialeigenschaften der trocken-gelagerten
Testmodelle in diesen Bereichen zunahmen. Ein Unterschied zwischen der Lagerung
in Plasma und Wasser konnte nicht gezeigt werden (Nottrott, Molster et al. 2008).
Heutige Normen (z.B. ISO 5833) verlangen zur Zulassung allein die Prüfung der
Materialeigenschaften von Knochenzementen nach 24 Stunden bei 23 °C in
trockener Umgebung. Dabei bleibt zu erwähnen, dass bei den für die Vertebroplastie
verwendeten Knochenzementen sehr unterschiedliche Anforderungen
aufeinandertreffen. Die Werkstoffe müssten zeitgleich gegensätzliche Viskositäten
aufweisen. So wäre zur idealen Injektion ein eher flüssiges Stoffgemisch
wünschenswert. Zur Reduktion der Extravasathäufigkeit sollten die Knochenzemente
jedoch eine höhere Viskosität aufweisen, so dass hier Entwicklungspotential
vorhanden ist (Baroud, Bohner et al. 2004).
28