Die Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie am BG Klinikum Bergmannstrost Halle arbeitet gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen im Rahmen eines groß angelegten Forschungsprojektes an der Entwicklung eines virtuellen Simulationsmodells für osteoporosebedingte Brüche des Beckens. In einem sog. Finite-Elemente-Modell (FEM) sollen neben der Knochenqualität Eigenschaften und Funktionen von Gelenken, überspannenden Bändern und Muskeln Berücksichtigung finden, um die Entstehung solcher Brüche erstmals realistisch nachvollziehen und untersuchen zu können. „Bisher gibt es keinen Konsens darüber, wie altersbedingte Beckenfrakturen bestmöglich chirurgisch behandelt werden. Gleichzeitig altert unsere Gesellschaft rasant und die Zahl der betroffenen Patienten steigt seit Jahren. Mit unserem Modell wollen wir die chirurgische, therapeutische und pflegerische Versorgung osteoporotischer Beckenbrüche entscheidend verbessern und klinische Standards setzen“, erläutert PD Dr. Thomas Mendel, Unfallchirurg und Leiter des Projektes im Bergmannstrost.  Das Forschungsprojekt wird vom Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und der Investitionsbank Sachsen-Anhalt gefördert und ist auf zwei Jahre angelegt.

Mit zunehmendem Alter nimmt die Knochendichte ab, eine Osteoporose-Erkrankung beschleunigt diesen Prozess und die Knochen verlieren stetig an Festigkeit. In der Folge können vor allem Wirbel, Becken und Oberschenkelhalsknochen schon bei leichten Belastungen brechen. „Für eine optimale Versorgung solcher Brüche fehlen uns bislang belastbare Modellrechnungen, die die Eigenschaften des osteoporotischen Knochens realistisch abbilden. Das ist aber die Voraussetzung, um die Operationen und eine eventuelle Implantatauswahl bestmöglich zu planen“, so Dr. Thomas Mendel.

Im Rahmen des zweijährigen Forschungsprojektes „Virtual Osteoporotic Pelvic Fracture (VOPF)“ wird das Bergmannstrost gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS ein solches Modell für das Becken entwickeln. „Ziel ist es, eine vollständige Beschreibung der osteoporotischen Knochen­eigenschaften zu erhalten und Auskunft über die Geometrie und die innere Struktur des Knochens sowie die Geometrie des umgebenden Weichgewebes zu geben“ so Thomas Mendel.  Die Daten können außerdem Aufschluss darüber geben, wie altersbedingte Frakturen des Beckens entstehen und sich ausbreiten. Dafür werden im Institut für Radiologie und Neuroradiologie des Bergmannstrost in großem Umfang radiologische Daten mittels Computertomographie (CT) und Magnetresonanztherapie (MRT) erstellt. Diese klassischen klinischen Datensätze werden verknüpft mit experimentellen mikromechanischen Werkstoffmodellen, die das Fraunhofer-Institut liefern wird.

Das so entwickelte dreidimensionale Beckenmodell gibt Chirurgen künftig die Möglichkeit, die operative Versorgung altersbedingter Frakturen optimal vorauszuplanen und erstmals zu standardisieren. Patientenspezifische Modelle sollen zukünftig Chirurgen als Entscheidungshilfe bei der Wahl der idealen Rekonstruktionstechnik dienen. Darüber hinaus bildet ein solches FE-Modell die Grundlage für die Neuentwicklung moderner Implantate für die Stabilisierung solcher Beckenbrüche. In das Projekt eingebunden sind auch Rehabilitationsmediziner und Physiotherapeuten des Bergmannstrost, die auf Grundlage der Modellrechnungen besonders frühzeitig mit der Mobilisierung der Patienten beginnen können. Zudem kann die Pflegestrategie optimiert und damit die Versorgung im Krankenhaus und angeschlossene Pflegeeinrichtung entscheidend verbessert werden. Für die betroffenen Patienten bedeutet dies eine schnellere Mobilisierung, eine höhere Lebensqualität und ein niedrigeres Risiko für schmerzbedingte Bettlägerigkeit nach der OP.