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5  Winkelstabile Osteosynthese zur Versorgung proximaler Humerusfrakturen


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5.1  Einführung Winkelstabile Implantate

Plattenosteosynthesen sind ein fester Bestandteil der Frakturversorgung. Während in den sechziger und siebziger Jahren die Stabilität der Osteosynthese im Vordergrund stand, fanden seit den achtziger Jahren die Weichteile und die Knochenperfusion mehr Berücksichtigung. Im Rahmen dieser Entwicklung wurde Ende der achtziger Jahre der Begriff der sogenannten „biologischen Osteosynthese“ eingeführt [58], mit der ein weichteilschonendes Operieren im Vordergrund stand. Dies wurde z.B. durch die Weiterentwicklung indirekter Repositions- und Operationstechniken realisiert.

Bei Frakturen im Schaftbereich beruht die „biologische Osteosynthesetechnik“ zu Gunsten der Durchblutung auf einem weitgehenden Verzicht einer anatomischen Frakturreposition mit rigider Osteosynthesestabilität. Maßgeblich ist, dass Knochenlänge, -rotation und -achse korrekt ausgerichtet sind. Bei Gelenkfrakturen dagegen hat die exakte anatomische Rekonstruktion der Gelenkflächen Priorität beibehalten.

Begleitend zu den operationstechnischen Weiterentwicklungen erfolgte eine wissenschaftliche Untermauerung dieser Erkenntnisse. Dies war die Grundlage für die Entwicklung neuer Plattengenerationen durch die Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen (AO). Zur Verbesserung der kortikalen Durchblutung unter der Platte wurde zunächst bei der LC-DCP (Limited Contact - Dynamic Compression Plate) eine gegenüber der herkömmlichen DCP (Dynamic Compression Plate) um 50% reduzierte Knochenauflagefläche realisiert. Die LC-DCP wurde in zahlreichen Experimenten getestet und in der Klinik eingesetzt [59,133,134,136,138,189]. Die LC-DCP war aber eine konventionelle Plattenosteosynthese, die zur stabilen Verankerung am Knochen Kompressionskräfte auf das Periost erzeugt (Abb. 5.1).

Mit dem PC-Fix (Point Contact Fixateur) wurde von der AO das Konzept eines Fixateur interne realisiert, der zur Stabilisierung keine Kompressionskräfte auf den Knochen mehr benötigte (Abb. 5.1, Abb. 5.2). Der Fixateur interne wurde [Seite 79↓]entwickelt, um ein zusätzliches iatrogenes Trauma im Bereich der Frakturzone zu minimieren [159,168]. Im Gegensatz zur konventionellen Verplattung muss bei der Stabilisierung mit einem Fixateur interne das Implantat nicht auf den Knochen gepresst werden, um die Fraktur zu stabilisieren (Abb. 5.2). Durch den Erhalt der periostalen Durchblutung und die Möglichkeit einer minimal-invasiven Applikation des Fixateur interne zur Minimierung des zusätzlichen operativen Traumas im Bereich der Frakturzone werden die Prinzipien der biologischen Osteosynthese unterstützt [160,210]. Darüber hinaus ist eine präzise anatomische Konturierung der winkelstabilen Implantate nicht erforderlich, da diese nicht auf den Knochen gepresst werden müssen [53,109,187,210,214].

Die Systemstabilität beim Fixateur interne resultiert aus der Winkel- und Axialstabilität der Schrauben/Platten-Verbindung (Abb. 5.1). Somit bestehen keine Kompressionskräfte zwischen Platte und Knochen bzw. Periost mehr wie bei der konventionellen Plattenosteosynthese. Dieses Konzept der winkelstabilen Verbindung ermöglicht die Verwendung von monokortikalen, selbstbohrenden und selbstschneidenden Schrauben, welche die peri- und endostale Durchblutung ebenfalls weniger beeinträchtigen. Systembedingt ist die Schraubenlage durch das Implantat vordefiniert und kann nicht mehr durch den Operateur frei gewählt werden. Dies impliziert eine neue Operationstechnik mit klarer Trennung der Operationsschritte Reposition und Frakturstabilisierung. Im ersten Schritt wird die Fraktur reponiert und temporär gesichert, im zweiten durch die Applikation des Fixateur interne stabilisiert. Dieses Vorgehen lässt ein Repositionsmanöver über die Platte bzw. den Fixateur nur bedingt zu, da die winkelstabilen Schrauben nicht mehr zur Reposition des Knochens an die Platte eingesetzt werden können.

In der letzten Version des PC-Fix wurde die konische Schraube (Kopfverriegelungsschraube) mit einem Gewinde versehen, welches mit einem Gewinde in der Platte korrespondiert (Abb. 5.2). Dadurch konnte eine winkelstabile Verankerung von Schraube und Platte mit hoher Stabilität erreicht werden.

Basierend auf dem PC-Fix wurden andere Implantate mit winkelstabilen Schrauben entwickelt wie das „Less Invasive Stabilisation System“ (LISS) und die „Locking Compression Plate“ (LCP) mit einem Kombinations-Loch, das [Seite 80↓]sowohl das Prinzip der konventionellen Kompressions-Verplattung als auch das Prinzip des Fixateur interne anwenden lässt [52,53] (Abb. 5.3) Konventionelle Plattenosteosynthese und die Osteosynthese mit einem Fixateur interne weisen vorteilhafte, aber unterschiedliche Eigenschaften auf. Mit dem LCP-System können die positiven Eigenschaften beider Systeme kombiniert werden. Die LCP gleicht der äußeren Form nach einer konventionellen Platte. Die Plattenlöcher hingegen bestehen aus zwei Teilen. Der erste Teil entspricht genau der dynamischen Kompressionseinheit (Dynamic Compression Unit, DCU), welche auch bei der LC-DCP Anwendung findet. Mittels exzentrischem Setzen der Standardschrauben kann eine dynamische Kompression der Fraktur erzielt werden. Das andere Lochteil besitzt ein konisches Gewinde, welches ein sicheres Fixieren einer Kopfverriegelungsschraube in der Platte ermöglicht.

Im Folgenden werden Versuche zur Biomechanik der winkelstabilen Verankerung und im Weiteren die ersten klinischen Erfahrungen mit der winkelstabilen proximalen Humerusplatte (PHP) dargestellt.

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Abb. 5.1
Schematische Darstellung einer A: konventionellen Osteosynthese (Kompression) und einer B: winkelstabilen Osteosynthese.

Abb. 5.2
Isolierte Kopfverriegelungsschraube der 2. Generation (PC-Fix) mit einem konischen Kopf mit Doppelgewinde.

Abb. 5.3
LCP (Locking Compression Plate)-Kombinationsloch.


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5.2  Winkelstabile Implantate: Abhängigkeit der Schrauben-/Plattenstabilität vom korrekten Insertionswinkel der Schrauben

5.2.1 Einführung

Um eine sichere Verankerung von winkelstabilen Schrauben zu erreichen, ist eine korrekte Positionierung der Schraube in der Platte erforderlich (Abb. 5.2). Ist dies nicht gewährleistet, kann es zu einer Lockerung dieser Verbindung und in Folge zu einem Verlust der Reposition kommen (Abb. 5.4). Bei der klinischen Anwendung wurden vereinzelt Fälle von Implantat- und Schraubenlockerung bei der Verwendung dieser winkelstabilen Schrauben beschrieben. Bei dem PC-Fix-System wurde in einer klinischen Studie in sieben von 387 Fällen (1,8%) eine Schraubenlockerung dokumentiert [64]. Auch bei Verwendung des LIS-Systems zur Stabilisierung von distalen Femurfrakturen wurden Fälle von Implantatlockerung beschrieben. In einer Multizenterstudie kam es in vier von 116 Fällen zur Implantatlockerung [188]. Dabei war in einem Fall eine nicht korrekte Verankerung der Schraube in der Platte die Ursache.

Bei der klinischen Anwendung und bei Vorversuchen war es schwierig, ohne Verwendung einer Führungsbüchse den Insertionswinkel winkelstabiler Schrauben korrekt zu kontrollieren. Eine Abweichung vom optimalen Insertionswinkel kann zu einer nicht mehr korrekten Anpassung des Schraubengewindes an das Gewinde in der Platte führen. Dies dürfte die Stabilität der Schraubenverankerung in der Platte beeinflussen. Ziel der Studie war es, zu analysieren, ob ein anguliertes Einsetzen von winkelstabilen Schrauben in eine Platte zu einer reduzierten Festigkeit zwischen Schraube und Platte führt.

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Abb. 5.4
Lockerung einer Kopfverriegelungsschraube in einem LISS-Implantat bei Stabilisierung einer distalen Femurfraktur.


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5.3  Material und Methode

In der ersten Gruppe wurden Schrauben in einem einfachen Plattenloch getestet (Abb. 5.2). Die Kopfverriegelungsschrauben (PC-Fix-Schrauben, Durchmesser 3,5 mm, Länge 15 mm, selbstschneidend, Mathys, Schweiz) wurde in die Löcher eines PC-Fix-Implantates (8-Loch-PC-Fix-Platte, Mathys, Schweiz) mit einer Abweichung vom optimalen Insertionswinkel (senkrecht zur Plattenoberfläche) von 0°, 5° und 10° eingesetzt. Für jeden Winkel wurden sechs Schrauben (n=6) verwendet. Die Abweichung von diesem Winkel betrug +/- 1°. Größere Winkel wurden nicht getestet, da die Schrauben, die mit mehr als 10° Angulation implantiert wurden, nicht mehr in das Plattenloch passten. Die Implantation der Schrauben wurde in einer standardisierten Form unter Verwendung eines speziellen Zielgerätes durchgeführt, um den Insertionswinkel zu kontrollieren (Abb. 5.5). Die Schrauben wurden mit einem Drehmoment von 2.6 Nm eingesetzt.

Ähnlich wurden in einer zweiten Gruppe Kopfverriegelungsschrauben (5,0 mm) in einem Kombinationsloch (Locking Compression Plate, LCP, Fa. Mathys, Schweiz, Abb. 5.3) getestet. Sie wurden in die Platte (LCP 4,5/5,0 mm) implantiert und mit einem Drehmoment von 4,0 Nm angezogen. Die Schrauben (n=3 für jeden Winkel) wurden wie in der ersten Gruppe entweder senkrecht zur Platte (0°) oder mit einem Winkel von 5° oder 10° implantiert. Die Abweichung des Insertionswinkels wurde als positiv definiert, wenn der Winkel in Richtung des dynamischen Kompressionsloches zeigte (DC-Teil des Kombiloches) und als negativ definiert, wenn der Winkel in die entgegengesetzte Richtung (bzw. offene oder geschlossene Richtung) zeigte.

Die Proben wurden an einer Materialtestmaschine (Instron 4302, axiale Testmaschine, Fa. Instron, High Wycomb 46464, UK) getestet. Für die Proben aus der ersten Gruppe wurde eine Kraft senkrecht zur Schraubenachse mit einem 8 mm Bolzen und einem konstanten Vorschub von 1 mm/min. appliziert. [Seite 86↓]Die Kraft wurde mit einem Abstand von 4 mm von der Unterfläche der Platte eingeleitet.

Bei den LCP-Implantaten (zweite Gruppe) wurde zusätzlich eine Auspresskraft in axialer Richtung zur Schraube appliziert. Für die Biegetests wurde senkrecht zur Schraubenachse belastet (bzw. parallel zur Plattenachse für die Implantate mit 5° oder 10° Abweichung des Insertionswinkels in einem Abstand von 4 mm von der Unterfläche der Platte). Die Kraft wurde entweder in Richtung des DC-Teils des Kombinationsloches (offene Richtung) oder in entgegengesetzter Richtung (geschlossener Richtung) angelegt. Die Kraft/Weg-Kurven wurden aufgezeichnet. Zusätzlich wurde die axiale Last gemessen, die erforderlich war, um die Kopfverriegelungsschraube aus der Platte zu drücken.

Die Kraft bei 1 mm und 1,5 mm Dislokation und die Kraft bei Versagen wurden für die Messungen der ersten Gruppe festgelegt (Abb. 5.6). Die Belastung der Proben wurde abgebrochen, wenn Versagen oder eine extreme Deformation auftraten. Falls die Schraube nicht brach, wurde eine Schraubendislokation von über 2 mm als Versagenskriterium gewählt. Der Mechanismus des Implanatat-Versagens wurde nach Abschluss der Belastung analysiert. Die Schrauben-Implantat-Grenzschicht wurde makroskopisch und auf Beschädigungen und Oberflächenveränderungen im Schrauben- und Plattengewinde untersucht. Zusätzlich wurden Längsschnitte der Präparate angefertigt.

Die statistische Analyse der ersten Gruppe erfolgte unter Verwendung des ANOVA-Tests. Für die zweite Gruppe wurde keine statistische Analyse durchgeführt.


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Abb. 5.5
Zielgerät zur Schraubenimplantation mit definiertem Winkel von 0°, 5° und 10°.


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5.3.1  Ergebnisse

Isolierte Kopfverriegelungsschrauben (Gruppe 1)

Beim Einsetzen der Kopfverriegelungsschrauben mit einer Abweichung vom optimalen Insertionswinkel (d.h. 0°) von 5° oder 10° konnte ein statistisch signifikanter Abfall der Festigkeit beobachtet werden. Die Kraft bei 1,5 mm Dislokation für die Schrauben, die beim optimalen Winkel eingesetzt waren, betrug 1480 N ±390 N, für die Schrauben, die bei 5° implantiert waren 780 N ±160 N (p=0,0001) und für die Schrauben, die bei 10° implantiert waren 550 N ±110 N (p=0,0001). Ebenso zeigte sich ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Schrauben, die bei 5° und 10° eingesetzt waren (p=0,0019, Abb. 5.6).

Die Schrauben, die bei 0° implantiert waren, zeigten einen Versagensmechanismus hauptsächlich durch Schraubenbruch. In den meisten Fällen war die Schraube am Schraubenhals gebrochen.

Bei den Schrauben, die mit 5° oder 10° Angulation eingesetzt waren, wurde bei zunehmender Belastung eine Dislokation beobachtet. Nachdem es zu einer bestimmten Dislokation gekommen war, begann die Schraube sich schräg im Plattenloch zu verklemmen. Am Ende des Tests konnten die Schrauben, die mit 10° eingesetzt worden waren, problemlos mit dem Finger aus der Platte herausgedrückt werden. Die mit 5° oder 10° Angulation implantierten Schrauben zeigten eine erhebliche Deformierung im Platten- und Schraubengewinde. In den Schnitt-Präparaten zeigte sich eine erheblich verminderte Kontaktfläche zwischen Schraube und Platte bei einem Insertionswinkel von 5° oder 10° (Abb. 5.7).


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Kombinierte Kopfverriegelungsschrauben (Gruppe 2)

Die axiale Auspresskraft der Kopfverriegelungsschrauben, die mit einem optimalem Winkel von 0° eingesetzt worden waren, betrug 4960 N ±1000 N. Bei einer Abweichung des Winkels von 5° oder 10° war die Auspresskraft reduziert auf 3520 N ±940 N bzw. auf 1120 N ±400 N. Daraus ergab sich eine maximale Reduktion der Kraft von 77% (bei 10° Angulation).

Auch konnte eine Verminderung der Biegebelastung bei verändertem Insertionswinkel beobachtet werden. Die Reduktion dieser Winkelbelastung betrug 26% bzw. 43% (offene/geschlossene Richtung) bei einem Insertionswinkel von 5° und 68% bzw. 50% (offene/geschlossene Richtung) bei 10° Abweichung (Abb. 5.8, Tabelle 5.1). Im Allgemeinen konnten für die offene Richtung niedrigere Biegebelastungen bis zum Versagen beobachtet werden als für die geschlossene Richtung.

Die bei 0° eingesetzten Schrauben zeigten bei der makroskopischen Beurteilung eine Verformung oder einen Bruch. In den meisten Fällen waren die Schrauben am Schraubenhals gebrochen.

Tabelle 5.1: Axiale Belastung und Biegebelastung für kombinierte Kopfverriegelungsschrauben (Gruppe 2)

Insertions-
winkel

Belastungs-richtung

Anz.

Proben (n=)

Axiale

Belastung [N]

Biege-

Belastung [N]

0

geschlossen

3

4960 ±1000

1020 ±250

0

offen

3

4960 ±1000

1240 ±210

-5

geschlossen

3

4120 ±1180

580 ±370

+5

offen

3

3520 ±940

790 ±90

-10

geschlossen

3

1850 ±1440

510 ±110

+10

offen

3

1120 ±400

390 ±100

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Abb. 5.6
Kraft-/Weg-Kurve von Kopfverriegelungsschrauben bei unterschiedlichem Insertionswinkel (isolierte Kopfverriegelungsschraube). Die maximale Belastung war nach einer relativ langen Deformation erreicht. Der flache Teil der Kurven zeigt die Bewegung der Schraube relativ zur Platte.

Abb. 5.7
Longitudinaler Schnitt durch eine isolierte Kopfverriegelungsschraube, die bei 10° eingesetzt wurde. Hier zeigt sich deutlich die reduzierte Kontaktfläche zwischen Schraube und Platte.


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Abb. 5.8
Biegebelastung (offene Richtung) des LCP-4,5-Implantates mit unterschiedlich angulierten Schrauben.


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5.3.2  Diskussion

Die hier vorgestellten Ergebnisse für Kopfverriegelungsschrauben lassen sich auf alle Systeme übertragen, die auf dem Prinzip des Fixateur interne mit winkelstabilen Schrauben basieren, wie z.B. das LIS-System.

Bei beiden Typen von Plattenlöchern (isolierte Löcher für Kopfverriegelungsschrauben und Kombinationslöcher wie bei der LCP) zeigt sich, dass bei einer mäßigen Abweichung des Insertionswinkels von bis zu 5° die Schrauben-Platten Verbindung eine gute Stabilität gewährleistet. Ab einem Insertionswinkel von über 5° kommt es zu einer signifikanten Abnahme der Stabilität.

Die Untersuchung von Kopfverriegelungsschraube und Kombinationsloch zeigte eine hohe mechanische Festigkeit dieser Verbindung. Auch mit einer reduzierten Umfassung des Kopfes der Schraube (ca. 200° in dem Kombinationsloch im Vergleich zu 360° in einem isolierten Verriegelungsloch) [52] sind die axiale Ausdrückfestigkeit und die Biegebelastbarkeit sehr hoch. Die Effektivität dieses stabilen Schrauben-/Plattenimplantates zeigte sich ebenso in dieser Studie, da das Versagen meist nicht in der Schraube, sondern im Schraubenhals oder -schaft auftrat.

In der Literatur sind verschiedene biomechanische Testungen von winkelstabilen Fixateuren beschrieben. Platten, die auf dem Fixateur interne-Prinzip basieren, zeigten meist eine höhere Festigkeit als konventionelle Platten oder intramedulläre Verfahren [53,102,128,186]. In einer vorangegangenen Studie von Frick et al. [53] zeigten Kopfverriegelungsschrauben eine hohe mechanische Festigkeit unter zyklischer Belastung bis zu zwei Millionen Zyklen. Jedoch sind in der Literatur keine Daten über den Einfluss des Insertionswinkels von Kopfverriegelungschrauben auf die Festigkeit der Verbindung Platte/Schraube verfügbar.

Die klinische Relevanz statischer in vitro Testung unter, wie in dieser Studie gegebenen, einfachen mechanischen Bedingungen ist limitiert. Während der [Seite 93↓]Knochenbruchheilung kommt es zu komplexen zyklischen Belastungssituationen. Im diaphysären Knochen tritt meist eine Kombination von Scher- oder Axialkräften auf, während im metaphysären Bereich vor allem Biegekräfte auf die Kopfverriegelungsschrauben einwirken.

Dennoch sind die Ergebnisse dieser Studie in Einklang mit der klinischen Erfahrung, bei der die Lockerung von Kopfverriegelungsschrauben als seltene Komplikation beschrieben wird [64,188].

Auch in unserer eigenen, sechsjährigen Erfahrung mit mehr als 1000 winkelstabilen Osteosynthesen, mit isolierten Kopfverriegelungsschrauben oder in das Kombinationsloch implantierten Schrauben, wurde eine Schraubenlockerung nur in ca. 1% der Fälle beobachtet (unpublizierte Daten).

Winkelstabilität und axiale Stabilität einer Platten-/Schraubenverbindung kann durch eine Schraube mit einem konischen Gewindekopf und einem korrespondierenden konischen Gewinde-Plattenloch erreicht werden. Die Stabilität der Schraubenverankerung ist von grundlegender Bedeutung für Implantate, die auf dem Prinzip der Winkelstabilität beruhen. Ab einem Winkel von über 5° kommt es zu einer signifikanten Abnahme der Festigkeit dieser Verbindung. Um eine optimale Festigkeit der Verbindung Schraube/Platte zu erreichen und das Risiko der Schraubenlockerung zu minimieren, ist die konsequente Benutzung eines Zielgerätes zu empfehlen.


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5.4  Die Stabilisierung proximaler Humerusfrakturen mit der winkelstabilen proximalen Humerus-Platte (PHP)

5.4.1 Einführung

Mit einem Anteil von ca. 4-5% aller Frakturen sind proximale Humerusfrakturen eine relativ häufige Verletzung [104]. Diese treten vor allem bei älteren Patienten auf, wobei ein prädisponierender Faktor osteoporotische Knochenveränderungen sind [175].

Bei einer Humeruskopffraktur können vier Hauptfragmente entstehen, bestehend aus Kopfkalotte, Tuberkulum majus und minus sowie dem proximalen Humerusschaftfragment [144]. Zahl und Dislokation dieser Fragmente bestimmen das therapeutische Vorgehen. Ferner wird die Therapie durch das Vorhandensein zusätzlicher Verletzungen, durch das Lebensalter, die Knochenstruktur und den funktionellen Anspruch des Patienten bestimmt.

Etwa 65-85% aller proximalen Humerusfrakturen sind nicht oder nur minimal disloziert und können damit konservativ behandelt werden [60,65,144,145,207].

Eine operative Therapie wird für dislozierte Frakturen empfohlen. Es stehen verschiedene operative Möglichkeiten wie minimal-invasive Techniken unter Verwendung von Drahtcerclagen und perkutaner Kirschnerdraht-Osteosynthese zur Verfügung [78,83,89,122,233,236]. Minimal-invasive Verfahren werden durchgeführt, um die Durchblutung des Humeruskopfes nicht zusätzlich durch die Operation zu schädigen und damit das Risiko der Humeruskopfnekrose zu minimieren. Mit minimal-invasiven Verfahren können die Frakturen jedoch oft nicht übungsstabil fixiert werden, da die Implantate im osteoporotischem Knochen ggf. ungenügend Halt finden [83,122].

Eine übungsstabile Osteosynthese kann meist durch ein offenes operatives Vorgehen mit einer Plattenosteosynthese erreicht werden [105,116,221,232]. [Seite 95↓]Dies kann jedoch mit einer weiteren Zerstörung der noch vorhanden Gefäßversorgung verbunden sein [105]. Desweiteren stehen intramedulläre Verfahren zur Verfügung [1,15].

Besondere Anforderungen an die Therapie stellen die 4-Part-Frakturen. Bezüglich der operativen Versorgung gibt es hier keinen generellen Konsens. Es stehen die o.g. Verfahren zur Verfügung, wobei in der Literatur im Hinblick auf das funktionelle Ergebnis, die Frakturheilung und die Humerus­kopfnekroserate unterschiedliche Resultate angegeben werden. Nicht nur für den älteren Patienten wird endoprothetischer Ersatz vor Ostesynthese und damit Erhalt des Humeruskopfes diskutiert [145]. Dagegen werden gute Ergebnisse auch nach der Osteosynthese von 4-Part-Frakturen beschrieben [232].

Probleme ergeben sich besonders bei stärker dislozierten Frakturen infolge der kritischen Gefäßversorgung des Humeruskopfes, welche das Risiko einer partiellen oder teilweisen Nekrose des Humeruskopfes bedingt [23]. Dieses Risiko ist von Frakturtyp und Therapieverfahren abhängig und wurde beispielsweise durch Kuner et al. [105] nach Auswertung einer AO-Studie mit bis zu 40% bei Anwendung verschiedener Osteosyntheseverfahren angegeben. Ein weiteres Problem bei der operativen Versorgung von proximalen Humerusfrakturen ist das Risiko einer insuffizienten Osteosynthese mit sekundärem Repositionsverlust [79].

Mit dem Ziel, eine sekundäre Dislokation zu vermeiden, wurden in den vergangen Jahren zunehmend winkelstabile Implantate verwendet [13,103,121,141,184]. Während biomechanische Studien [34] einen Vorteil von winkelstabilen Implantaten beschreiben, gibt es klinische Studien, welche bei winkelstabiler Osteosynthese ein erhöhtes Risiko der Schraubenperforation besonders bei osteoporotischem Knochen sehen [184]. Aufgrund der Überalterung der Bevölkerung stellen Frakturen mit osteoporotischem Knochen aber ein zahlenmäßig zunehmendes Problem bei der operativen Versorgung dar [89,144,175].


[Seite 96↓]

In der vorliegenden Studie sollten die Ergebnisse der Behandlung proximaler Humerusfrakturen nach offener Reposition und operativer Versorgung mit einem neuen, winkelstabilen, anatomisch vorgeformten Implantat (PHP, Abb. 5.9) bezüglich des funktionellen Ergebnisses, der radiologischer Fakturheilung und der Komplikationen prospektiv untersucht werden.


[Seite 97↓]

5.4.2  Patienten und Methoden

Patientenkollektiv und Datenerhebung

Von August 2001 bis August 2002 wurden 64 Patienten (Durchschnittsalter 66 Jahre, 23 J. bis 93 J.) mit proximalen Humeruskopffrakturen mit der winkelstabilen LPHP (Abb. 5.9) versorgt und prospektiv dokumentiert. Das Patientenkollektiv setzte sich aus 43 Frauen und 21 Männern zusammen (Abb. 5.10).

Die häufigste Unfallursache war der Sturz auf den abduzierten Arm bzw. die Schulter. Bei 51 Patienten lag eine isolierte Fraktur vor, bei 13 Patienten noch eine oder mehrere zusätzliche Frakturen. Sieben der Patienten waren polytraumatisiert. Neun Patienten waren bereits an der betroffen Seite voroperiert bzw. osteosynthetisch versorgt worden. Sieben Patienten konnten nur verzögert (>12 Tage) operiert werden.

Anhand der präoperativen Röntgenaufnahmen in drei Ebenen erfolgte eine Frakturklassifizierung nach der Neer- und AO-Klassifikation [144,143]. Folgende Frakturen wurden nach der Neer-Klassifikation versorgt: 37 2-Part-, 20 3-Part-, 7 4-Part-Frakturen. Zur Verteilung der Frakturen siehe Tabelle 5.2.

Die radiologische Beurteilung der Frakturheilung erfolgte anhand von Standardaufnahmen in zwei Ebenen nach zwölf Wochen, sechs Monaten und einem Jahr. Desweiteren wurden zu diesen Zeitpunkten klinische Untersuchungen zur Festlegung des funktionellen Ergebnisses durchgeführt. Es wurde der Constant-Score und das subjektive Ergebnis mit der VAS-Skala erhoben [37,38] (siehe auch Kap. 4.2.3). Studienendpunkt stellte die Untersuchung ein Jahr postoperativ dar.

Von den 64 Patienten konnten 53 in regelmäßigen Abständen nachuntersucht werden. Es ergab sich ein Follow-up von 83% (53 Patienten) für die 6- Monatskontrolle und von 78% (50 Patienten) für die 12-Monatskontrolle. Von den elf nicht nachuntersuchten Patienten waren vier verstorben, zwei verweigerten eine Nachuntersuchung und fünf Patienten waren telefonisch und schriftlich nicht mehr zu erreichen.


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Operationstechnik

In Beachchair-Lagerung erfolgt über einen deltoidopectoralen Zugang eine Darstellung des Humeruskopfbereiches und die Mobilisierung des Humeruskopfes. Das Tuberculum majus wurde optional mit Haltefäden angeschlungen. Nach Reposition des Humeruskopfes und ggf. temporärer Stabilisierung mit Kirschnerdrähten wurde eine 5- oder 8-Loch PHP lateral des Sulcus intertubercularis angelegt. Im Weiteren wurden winkelstabile Schrauben in den Humeruskopf und den Humeruschaft eingebracht. Das Tuberkulum majus bzw. minus wurden mit den Haltefäden an dafür vorgesehenen Löchern im Implantat fixiert. Zu Beginn der Studie (die ersten 25 Patienten) erfolgte postoperativ eine Ruhigstellung im Gilchristverband und für zehn Tage nur sehr vorsichtige passive Bewegungsübungen. Aufgrund anfänglich weniger zufriedenstellender funktioneller Ergebnisse wurden dann im weiteren Studienverlauf passive Bewegungen - abhängig vom Frakturtyp - meist ab dem zweiten postoperativen Tag durchgeführt.

Tabelle 5.2: Fraktureinteilung (Anzahl an Frakturen/Untergruppe)

Neer

AO

2-Part

37

A1

2

  

A2

4

  

A3

26

  

B1

5

3-Part

20

B2

15

  

B3

5

4-Part

7

C1

2

  

C2

3

  

C3

2


[Seite 99↓]

Abb. 5.9
Das PHP-Implantat mit selbstschneidenden 3.5 mm winkelstabilen Schrauben im Humeruskopfbereich und im Humerusschaft.

Abb. 5.10
Altersverteilung der Frakturen mit deutlicher Dominanz des weiblichen Geschlechtes ab dem 70. Lebensjahr.


[Seite 100↓]

5.4.3  Ergebnisse

Bei der klinischen Nachuntersuchung zeigte sich im Constant-Score sechs Monate nach der Operation nur bei 34% (18 von 53 Patienten) ein gutes oder sehr gutes Ergebnis. Nach zwölf Monaten wurde bei 64% (32/50 Patienten) ein gutes bzw. sehr gutes Ergebnis erzielt (Abb. 5.11). Der durchschnittliche Constant-Score bei der sechs Monatsuntersuchung betrug 66 (72 seitenvergleichend) und 73 bei der zwölf Monatsuntersuchung (77 seitenvergleichend). Im Constant-Score mit Alterskorrektur zeigte sich bei 72% der Patienten ein gutes oder sehr gutes Ergebnis nach zwölf Monaten (Abb. 5.12, Abb. 5.14). Die subjektive Zufriedenheit der Patienten in der VAS ist in Abb. 5.13 dargestellt.

Bei 16 von 53 Patienten (30%) wurden mehr oder weniger schwerwiegende Komplikationen beobachtet (Tabelle 5.3). Zwei Frakturen zeigten eine verzögerte radiologische Frakturheilung, heilten aber letztendlich vollständig. Bisher kam es zu zwei radiologisch nachweisbaren Humeruskopfnekrosen. In drei Fällen lag eine Varusfehlstellung (2x <10°, 1x 20°) vor. Davon wurden bei zwei Fällen diese Fehlstellungen jedoch direkt postoperativ festgestellt und daher nicht als sekundäre Dislokation gewertet. In einem Fall kam es eine Woche nach der Operation ohne erneutes adäquates Trauma zu einer sekundären Dislokation (Abb. 5.15). Dieser Repositionsverlust war durch einen operationstechnischen Fehler bedingt. Die Kopfverriegelungsschrauben im Humeruskopf waren nicht fest im Implantat verankert worden, was bereits wenige Tage nach der Osteosynthese bei den ersten Bewegungsübungen zu einer Lockerung der Schrauben und zur einem Repositionsverlust führte.

Bei zehn Patienten (19%) waren Re-Operationen erforderlich. Viermal wurde eine Re-Osteosynthese nach sekundärer Dislokation durchgeführt. Bei drei Patienten war ein erneutes adäquates Trauma für die sekundäre Dislokation verantwortlich. Zweimal erfolgte eine Implantatentfernung nach Infekt. In zwei Fällen wurde eine Schraubenentfernung nach Perforation in das Glenohumeralgelenk durchgeführt (Abb. 5.16). Bei zwei Patienten wurde eine Humeruskopfprothese acht bzw. zwölf Monate postoperativ aufgrund einer [Seite 101↓]Humeruskopfnekrose implantiert. In einem Fall kam es zur Schraubenperforation um wenige Millimeter durch die Kopfkalotte hindurch, ohne dass eine Implantatentfernung erforderlich war.

Tabelle 5.3: Komplikationen

30 % (16 / 53 Patienten) Komplikationen

4

sek. Dislokationen (3 x Re-Trauma)

2

Infektionen

3

Schraubenperforationen

2

sek. Kopfnekrosen

2

verzögerte Heilungen

3

Varus Fehlstellungen (<20°) (2 primär)


[Seite 102↓]

Abb. 5.11
Constant-Score (Raw-Score, ohne Korrektur) A: 6 Monate. B: 12 Monate.
(Wertung: 86-100 Pkt.=sehr gut, 71-85 Pkt.=gut, 56-70 Pkt.=befriedigend, <56 Pkt.=schlecht) [37,38])


[Seite 103↓]

Abb. 5.12
Constant-Score mit Alterskorrektur 12 Monate postoperativ

Abb. 5.13
Subjektives Ergebnis nach VAS nach 12 Monaten.


[Seite 104↓]

Abb. 5.14
Fall 1: 63-jähriger Patient (männlich) mit Humeruskopf 3-Part-Fraktur. A: präoperativ. B: postoperativ C: nach 12 Monaten mit funktionellem Ergebnis


[Seite 105↓]


[Seite 106↓]

Abb. 5.15
Fall 2: 50-jähriger Patient (männlich) mit Humeruskopf 2-Part-Fraktur. A: postoperativ B: 1 Woche postoperativ mit sekundärer Dislokation ohne erneutes adäquates Trauma. Die Dislokation ist bedingt durch Lockerung der Schrauben (Pfeil) im Humeruskopf.


[Seite 107↓]

Abb. 5.16
Fall 3: 61-jähriger Patient (männlich) mit Perforation einer Kopfverriegelungsschraube sechs Monate postoperativ. Die Schraube lag postoperativ bereits relativ nahe an der Kortikalis und hat diese dann als Folge der Humeruskopfsinterung perforiert. Es erfolgte eine Schraubenentfernung.


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5.4.4  Diskussion

Die operative Therapie der dislozierten proximalen Humerusfraktur kann problematisch sein und die verschiedenen Möglichkeiten der Osteosynthese werden kontrovers diskutiert. Die operative Therapie ist in der Konfliktsituation zwischen einer optimalen anatomischen Reposition mit stabiler Frakturretention auf der einen Seite und der Notwendigkeit einer intraoperativen Schonung der Weichteilstrukturen und Blutversorgung des Humeruskopfes zu Minimierung des Risikos einer avaskulären Kopfnekrose auf der anderen Seite [79].

Das zur Verfügung stehende Spektrum an Therapiemöglichkeiten ist groß. Jedoch ist die Literatur uneinheitlich bezüglich der Empfehlungen zur Versorgung von Humeruskopffrakturen. Insbesondere für 3- und 4-Part-Frakturen liegen keine gesicherten Studien in ausreichender Zahl vor, die eine Evidenz basierte Entscheidung ermöglichen würden [60,139].

Die Kirschnerdraht-Osteosynthese erlaubt eine minimal-invasive Osteosynthese mit dem Ziel, die Kopfdurchblutung möglichst wenig durch den operativen Eingriff zu beeinträchtigen und das Risiko der Kopfnekrose zu minimieren [105,223]. Jaberg [89] beschreibt gute Ergebnisse in 70%, jedoch bei einem relativ hohen Anteil an 2-Part-Frakturen. Ein bekanntes Problem der K-Draht-Osteosynthese ist die sekundäre Dislokation der Fraktur und das Wandern der Implantate [78,83,89,122,229]. Um dieses Problem zu vermeiden, führt Resch [169] eine winkelstabile Fixierung der K-Drähte durch.

Die Plattenosteosynthese ist eine etablierte Methode zur Versorgung proximaler Humerusfrakturen. In der älteren Literatur [105] wird aufgrund der Technik der offenen Reposition und der damit verbundenen Störung der Weichteil- und Knochendurchblutung eine hohe Rate (44%) avaskulärer Knochennekrosen beschrieben. In der neueren Literatur wird diese Komplikation weniger häufig beschrieben. Dies konnte zum Teil durch den Einsatz minimal-invasiver Techniken mit Schonung der Weichteile und durch indirekte Repositionstechniken erreicht werden [79,222]. Eine Komplikation der Plattenosteosynthese ist ferner das Impingement durch eine zu weit kraniale [Seite 109↓]Position oder eine Überdimensionierung der Implantate [116,117,197]. Ein weiteres Problem der konventionellen Plattenosteosynthese ist der sekundäre Repositionsverlust [79,121], welcher insbesondere bei älteren Patienten mit osteoporotischem Knochen auftreten kann [17,80]. Um dieses Problem zu vermeiden, wurde die Verwendung von zwei Platten empfohlen [222]. Der Vorteil der Plattenosteosynthese gegenüber konservativer oder minimal-invasiver Therapie sind eine erhöhte Stabilität und damit eine frühere funktionelle Übungs- und Belastungsfähigkeit.

Während die intramedulläre Stabilisierung ein etabliertes Verfahren zur Versorgung von Humerusschaftfrakturen ist, wurden in den letzten Jahren kürzere Nägel mit variablen Möglichkeiten zur Verriegelung im proximalen Bereich entwickelt [230]. In der Literatur werden gute [1], aber auch weniger zufriedenstellende Resultate mit einem erhöhten Risiko der sekundären Dislokation beschrieben [15].

Auch in unserer Studie kam es zu Komplikationen, die vergleichbar mit den in der Literatur beschriebenen sind. Eine häufig beschriebene Komplikation ist die sekundäre Dislokation [79,121]. In unserer Studie kam es dreimal bedingt durch ein adäquates Trauma zur sekundären Dislokation. In einem Fall kam es nach unkorrektem Einbringen der winkelstabilen Schrauben in den Humeruskopf zur sekundären Dislokation bereits wenige Tage nach der Operation. Diese relativ niedrige Rate sekundärer Dislokationen bei der Verwendung winkelstabiler Implantate ist in Übereinstimmung mit der Literatur [13,141]. Mückter et al. [141] zeigten bei Verwendung eines winkelstabilen Implantates in 12,9% der Fälle eine Protrusion der Humeruskopfschrauben, die eine Re-Operation erforderlich machte. Lungershausen et al. [121] gaben in einer aktuellen Studie mit 51 Patienten - wobei in der Studie nur 47% der Patienten nachuntersucht werden konnten - ein deutlich geringeres Risiko der sekundären Dislokation nach winkelstabiler Plattenosteosynthese (3.9%) im Vergleich zur konventionellen Plattenosteosynthese (21.9%) an.

Als weitere Komplikation kam es in unserer Studie in drei Fällen zu einer Perforation der winkelstabilen Kopfschrauben in das Glenohumeralgelenk. Dies machte zweimal eine Schraubenentfernung erforderlich. Eine ähnliche Komplikationsrate diesbezüglich wurde bereits von anderen Autoren [Seite 110↓]beschrieben [103]. Sadowski et al. [184] dokumentierten bei vier von sieben Patienten (Patientenalter über 70 Jahre) mit 2- oder 3-Part-Fraktur eine Penetration von winkelstabilen Schrauben des Plan-Tan-Fixierungssystemes durch den Humeruskopf mit schlechten klinischen Ergebnissen und der Notwendigkeit einer Implantatentfernung.

Offensichtlich kann das System der fixierten und divergierenden Schrauben die Sinterung insbesondere des osteoporotischen Knochens im Humeruskopfbereich auf das rigide Implantat nicht verhindern. Um dieses Risiko zu vermeiden, könnten kürzere Schrauben eingesetzt werden. Jedoch ist es empfehlenswert, auch winkelstabile Schrauben möglichst im subchondralen Knochen des Humeruskopfes und weniger im spongiösen Knochen zu platzieren, um eine höhere Ausreißkraft zu erreichen [115]. Dies kann jedoch das Risiko einer Perforation der Schrauben erhöhen.

Ein Vorteil des winkelstabilen Systems war die Handhabung mit der Trennung der Schritte Reposition und Stabilisierung. Das Risiko einer intraoperativen Dislokation bei Stabilisierung war erheblich reduziert, da zwischen Implantat und Knochen keine Kompressionskräfte zur Stabilisierung der Fraktur aufgebracht werden mussten.

In der vorliegenden Studie kam es erst im Verlauf nach über sechs Monaten bei der überwiegenden Zahl der Patienten zu einer Verbesserung des funktionellen Ergebnisses. Bekannt ist die Notwendigkeit des Beginns frühfunktioneller Behandlung [101,145]. So zeigten Koval et al. [101] ein signifikant besseres funktionelles Ergebnis bei Patienten, die kontrollierte Bewegungsübungen bereits früher als 14 Tage nach dem Unfallereignis begonnen hatten. So wurden auch in unserer Studie nach anfänglicher Zurückhaltung - möglicherweise ein fehlendes Vertrauen in die Stabilität des winkelstabilen Systems bei den ersten 25 Patienten - bei den folgenden Patienten eine frühfunktionelle Behandlung durchgeführt, ohne dabei das Risiko eines sekundären Repositionsverlustes zu erhöhen.

Unsere Studie zeigte bei der Verwendung winkelstabiler Implantate eine mit der Literatur vergleichbare Komplikationsrate bei Verringerung des sekundären Dislokationsrisikos. Es wurde aber auch die Problematik dieser Fakturen mit [Seite 111↓]langer Nachbehandlungsdauer und dem Risiko einer Humeruskopfnekrose im Verlauf deutlich. Die winkelstabile Osteosynthese von proximalen Humerusfrakturen erlaubte eine frühfunktionelle Behandlung und zeigt auch bei älteren Patienten gute funktionelle Ergebnisse.

Winkelstabile Implantate ermöglichen eine sichere Stabilisierung von proximalen Humerusfrakturen, können jedoch eine insuffiziente Anwendung - wie eine nicht korrekte Verankerung der Kopfverriegelungsschrauben - nicht kompensieren. Dem deutlich minimierten Risiko einer sekundären Dislokation steht das erhöhte Risiko einer Sinterung des Kopfs auf das rigide Implantat mit folgender Schraubenperforation gegenüber.


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11.03.2005