Quantifizierung der klinisch relevanten mechanischen Stabilität von Osteosynthesen

• Antragsteller: Professor Peter Augat, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517046477

Die erfolgreiche Heilung eines gebrochenen Knochens erfordert die mechanische Fixierung des Bruchs. Zu diesem Zweck werden Knochen mit metallischen Implantaten fixiert, die die Fraktur stabilisieren. Die mechanische Stabilität der Frakturfixierung bestimmt die Verformung innerhalb des gebrochenen Bereichs des Knochens (interfragmentäre Dehnung). Die interfragmentäre Dehnung ist bekanntlich der wichtigste Prädiktor für den Erfolg oder Misserfolg des Frakturheilungsprozesses. Bislang ist es nicht möglich, die Frakturstabilität eines individuellen Patienten in einem klinischen Szenario abzuschätzen. Das Hauptziel des FrActure Stability Toolbox (FAST)-Projekts besteht daher darin, die Hypothese zu testen, ob aus klinischen Routinedaten auf zuverlässige Weise die Stabilität einer Frakturfixation bestimmt werden kann. FAST wird eine Kombination aus Starrkörpermechanik und Finite-Elemente-Analyse verwenden, um die Belastung im Spalt von Frakturen langer Röhrenknochen zu berechnen. Anatomische Verhältnisse, Belastungsdaten und zu verwendende Osteosyntheseimplantate werden in Bibliotheken zur Verfügung gestellt. Die Anpassung an die individuelle Patientensituation erfolgt mit intelligenten Bildgebungsverfahren, die individuelle Patientendaten mit den Registerdaten der Bibliotheken über z.B. Morphingalgorithmen verknüpfen. Ein Alleinstellungsmerkmal von FAST ist, dass die Methode zur Stabilitätsberechnung auf Standard-Röntgenbildern beruht und keine 3D-Bildgebung wie Computertomographie oder Magnetresonanztomographie erfordert. Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts werden den Vergleich der initialen mechanischen Stabilität der Frakturfixierung mit dem klinisch beobachteten Ergebnis der Frakturheilung ermöglichen. Dies wird die Durchführung künftiger klinischer Studien über die Auswirkungen der Stabilität der Frakturfixierung auf das Heilungsergebnis bei Traumapatienten ermöglichen. Darüber hinaus wird FAST den Chirurgen in die Lage versetzen, bereits bei der Planung der Frakturversorgung fundierte Entscheidungen über deren mechanische Stabilität zu treffen und somit eine bessere Versorgung der Patienten zu gewährleisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen