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2  Aktueller Entwicklungsstand

2.1 Einleitung

Die Versorgung der proximalen Tibiafraktur war im letzten Jahrzehnt einem stetigen Wandel unterworfen. Während die operative Versorgung der Unterschenkel- und Tibiaschaftfrakturen mit den unaufgebohrten Marknägeln weitgehend problemlos abgedeckt werden kann, gestaltet sich die Marknagelung bei Frakturen der proximalen Tibia problematisch [58,76,83,85,102,112,113,134,135,159]. Bei einem kurzen proximalen Fragment gelingt es oft nur unzureichend, in der sich vergrößernden Markhöhle eine suffiziente Stabilisierung durch den Marknagel zu erreichen [39], so dass sekundäre Repositionsverluste häufig sind. Dadurch kommt es bei Marknagelungsosteosynthesen, wenn sie überhaupt in dieser Region durchführbar sind, in einem hohen Maße zu Fehlstellungen [3,29,52,63,146].

Auch durch verschiedenste Techniken wie beispielweise durch den Einsatz von zusätzlichen „Poller Schrauben“ oder dem „pinless Fixateur“ lassen sich diese Probleme nur teilweise kompensieren [55,56,57,87,146].

Abb. 1. Problematik der Marknagelung im Bereich der proximalen Tibia. Deutlich erkennbarer sekundärer Repositionsverlust mit Abkippen des proximalen Fragmentes nach operativer Versorgung einer Unterschenkel-Mehretagenfraktur mit unaufgebohrter Marknagelung

Abb. 2. Einsatz von „Poller Schrauben“ in Kombination mit der unaufgebohrten Marknagelung bei metaphysären Frakturen (li.: Schematische Darstellung für den distalen Bereich, re.: Fallbeispiel einer Marknagelung mit proximaler „Poller Schraube“ zur Stellungskorrektur)

Weiterhin wurden in der letzten Zeit sowohl spezielle Zusatzimplantate für den unaufgebohrten Tibianagel UTN (sog. „T-Stabilisierungsplatte“, „MickeyMouse“-Platte) wie auch ein spezieller winkelstabiler, anatomisch angepasster Marknagel für die proximale Region (proximaler Tibianagel PTN) entwickelt [59,60].

In Anbetracht der Problematik der Marknagelosteosynthese in diesem Skelettabschnitt wurde diese Frakturform als eine Domäne für die Plattenosteosynthese angesehen [45,63,91,150]. In den letzten Jahren zeigte sich eine zunehmende Verfeinerung des Plattendesigns, wobei biologische Aspekte in der Frakturversorgung, wie die Optimierung der Durchblutungssituation, zunehmend an Bedeutung gewonnen haben (siehe Abb.3).

Abb. 3. Plattendesign der Tibiakopfabstützplatte der AO sowie die Plattenunterfläche der LCDCP (limited contact dynamic compression plate)


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Auch im Bereich der OP-Technik sind entsprechende Entwicklungen erkennbar, wobei zunehmend weichteilschonende Techniken zum Einsatz kommen (MIPPO= minimalinvasive perkutane Plattenosteosynthese) [89,165]. Hierbei erweisen sich geschlossene Bildverstärker-kontrollierte Repositionstechniken, bei intraartikulärer Beteiligung ggf. arthroskopisch unterstützt, als hilfreich [14,18,24,53,62,85,98,107] (siehe Abb.4).

Abb. 4: Minimal invasive Versorgungstechnik mit einer eingeschobenen Plattenosteosynthese: arthroskopisch kontrollierte Reposition, eingeschobene Platte und perkutane Stabilisierung. a.) OP-Aufbau, b.) konv. Tomographie prae-op., c.) perkutane Schraubenosteosynthese zur Stabilisierung der intraartikulären Fraktursituation, d.) perkutanes Einschieben der Platte, e.) post-op. konv. Rö. Versorgungsbild


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Bei der operativen Versorgung wurde 1983 von Edwards ein sequenzielles Protokoll zur Versorgung dieser komplexen Frakturen vorgeschlagen. Dabei wird oft aufgrund des komplexen Frakturmusters und des meist assoziierten höhergradigen Weichteilschadens die gelenküberbrückende Transfixation und weitere konditionierende Maßnahmen unter Einsatz eines externen Fixationsverfahrens primär empfohlen (Abb. 5) [42]. Hiermit gelingt es meist, eine weitgehende Wiederherstellung des Alignements und eine ausreichende Stabilisierung der Frakturregion zu erreichen. Nach Weichteilkonsolidierung kann postprimär die definitive Stabilisierung, z.B. unter Verwendung eingeschobener Plattensysteme minimal invasiv bzw. über ein limitiert offenes Vorgehen erfolgen [83,85,156].

Ein Alternativkonzept stellt die Anwendung von Ringfixateursystemen bzw. deren Modifizierung in Form von Hybrid- und Composite Fixateuren dar [34,77,144,147,157]. Hierbei kann mit minimal invasivem Implantateinsatz oft eine suffiziente Stabilisierung in dieser Problemregion erreicht werden. Problematisch sind die mit einem externen Fixationsverfahren assoziierten Probleme in Form von Pin-Infekten, Weichteiltransfixation und reduziertem Tragekomfort [77,126,127].

Die letzte Entwicklung der internen Stabilisierungsverfahren stellen die winkelstabilen Implantate dar, wie beispielsweise das less invasive stabilization system (LISS, AO/ Synthes®), das besonders bei Frakturen des Femur und der Tibia im metaphysären Bereich zur Anwendung kommt [82,86,139]. Die möglicherweise vorhandenen konzeptionellen Vorteile dieses Verfahrens gegenüber der konventionelle Abstützplatte werden in den später folgenden Untersuchungen hinsichtlich der biomechanischen Eigenschaften evaluiert (siehe Kapitel 4 Teil 1) .

Im einzelnen werden nun die konventionelle Plattenosteosynthese, der Ilizarov Fixateur sowie das winkelstabile Implantatsystem vorgestellt.


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2.2  Konventionelle Plattenosteosynthese

Die konventionelle Plattenosteosynthese stellt seit den 70er Jahren das Standardverfahren für die Osteosynthese im Bereich der proximalen Tibia dar [140,156]. Verschiedenste Implantate wurden speziell für diese Region entwickelt. Hierbei sind insbesondere für den Tibiakopf die L- bzw. T-Platte und die Tibiakopfabstützplatte von der AO (Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthese) entwickelt worden. Komplikationsträchtig bei diesen Verfahren ist meist die nicht unerhebliche Zugangsproblematik beim offenen Vorgehen. Dieses Problem wird potenziert dadurch, dass die Frakturen dieser Region meist mit einem höhergradigen Weichteilschaden assoziiert sind. Weiterhin ist die durch die Plattenosteosynthese zu erzielende Primärstabilität aufgrund der oft unzureichenden Verankerungsmöglichkeit im kurzen proximalen Fragment häufig limitiert, was im Extremfall die Doppelplattenosteosynthese oder die zusätzliche Implantation eines externen Fixationssytems notwendig macht [49,110,161]. Die Plattenosteosynthese ist dementsprechend in der Literatur mit einer nicht unerheblichen Komplikationsrate assoziiert [25,27,128,130,161,168].

2.3 Ilizarov Fixation

Der Ilizarov-Ringfixateur stellt ein minimal invasives Therapieverfahren dar, das im letzten Jahrzehnt zunehmend Einzug in die Unfallchirurgie genommen hat [32,74,77,78,79,93,126,127,144,157]. Nach dem 2. Weltkrieg hat Ilizarov den Ringfixateur ursprünglich zur Behandlung komplexer Frakturen und Deformitäten entwickelt [70]. Unter den teilweise begrenzten logistischen Möglichkeiten der ehemaligen Sowjetunion entwickelte er ein einfaches, robustes und hoch effizientes Fixateursystem, welches ein hinreichend stabiles minimal invasives Therapieverfahren darstellt. Zusätzlich bietet es dreidimensionale Korrekturoptionen, die sich bei der Deformitätenkorrektur und in der Frakturbehandlung als höchst vorteilhaft erweisen. Im Gegensatz zu internen Stabilisierungsverfahren, bei welchen das intraoperativ erreichte Repositionsergebnis durch das Stabilisierungsverfahren in der Form weitgehend definitiv fixiert wird, erlaubt die Ilizarov Fixation auch sekundär noch die Korrektur sämtlicher Fehlstellung im Rahmen der Optionen der Fixateurkonstruktionen, so z.B. auch bei sekundär auftretenden Repositionsverlusten.

In den achtziger Jahren gewann das Verfahren auch zunehmend Aufmerksamkeit in den [Seite 15↓]westlichen Nationen und stellt heute ein anerkanntes Therapieverfahren in der Unfallchirurgie und der Orthopädie dar [6,26,77,78,79,126,127].

Die Befestigung des Ilizarov Fixateurs am Knochen erfolgt über gespannte Kirschner- und Olivendrähte, wobei eine entsprechende Verankerung auch in sehr kurzen proximalen oder distalen Fragmenten ermöglicht wird. Dadurch gewinnt das Verfahren bei der Behandlung von komplexen metaphysären Frakturformen wie z.B. proximalen und distalen Tibiafrakturen an Bedeutung [74,77,78,93,126,127]. Wie bereits ausgeführt besteht aufgrund des relativ kurzen metaphysären Fragmentes oft nur eine unzureichende Verankerungsmöglichkeit für einen Verriegelungsmarknagel bzw. eine Plattenosteosynthese, wodurch oft nur eine unzureichende Stabilität erreicht werden kann. Die Ringfixation bietet hierbei den Vorteil, durch in entsprechender Winklung zueinander positionierter und gespannter Drähte eine hohe Fixationsfestigkeit zu erreichen, wodurch auch kleine ossäre Abschnitte in die Fixateurkonstruktion problemlos mit einbezogen werden können, um eine suffiziente Stabilisierung zu erreichen [67,126,127,163]. Dabei erweist sich jeweils ein Ring mit drei Fixierungselementen (Oliven- oder Kirschnerdrähte, Schanz-Schraube etc.) als ausreichend, um eine stabile Fixation des jeweiligen ossären Abschnittes zu bewirken [39]. Weiterhin ermöglicht das weitgehend perkutane, geschlossene Vorgehen den Einsatz bei Frakturen mit schwerem Weichteilschaden. Hier stellt die Ilizarov Fixation ein biologisches Verfahren dar, was im eigenem Patientengut mit hohen Ausheilungsraten und guten klinischen Ausheilungsergebnissen einhergeht [127,163].

Abb. 5. Einsatz des Composite Fixateurs bei einer proximalen Tibiafraktur mit schwerem Weichteilschaden


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2.4  Winkelstabile Implantate

In den letzten Jahren kommen in der Unfallchirurgie winkelstabile Plattensysteme im Sinne eines Fixateur-interne-Systems zum Einsatz (proximaler Humerus, distaler Femur, proximale Tibia) [82,85,86,87,88,89,138,143]. Das neu entwickelte less invasive stabilization system (LISS, AO/Synthes®) ist ein anatomisch vorgeformter „Fixateur interne“ zur Frakturversorgung proximaler intra- und extraartikulärer Tibiafrakturen im Sinne einer Überbrückungsosteosynthese. Die Stabilisierung basiert nicht auf einem engen Knochen-Implantat-Kontakt wie bei gewöhnlichen Verfahren der Plattenosteosynthese, sondern einerseits auf der z.T. monokortikalen Fixierung der Hauptfragmente und andererseits darauf, dass die selbstbohrenden, selbstschneidenden Schrauben durch ein konisches Gewinde winkelstabil im Implantat fixiert werden. Dabei kommen zusätzlich teilweise monokortikale Schrauben zum Einsatz, wodurch das Ausmaß der schraubenbedingten intramedullären Durchblutungsbeeinträchtigung minimiert werden soll. Der Bohrvorgang und die Schraubenplatzierung erfolgt hierbei weitgehend perkutan über einzelne Stichinzisionen, so dass die Besetzung der Platte mit einer minimalen Weichteildissektion auskommt, wodurch die Durchblutungssituation nur geringgradig beeinträchtigt wird. Durch den fehlenden Platten-Knochen-Kontakt wird weiterhin die periostale Durchblutung geschont, wodurch optimale vaskuläre Ausgangsbedingungen für die Knochenheilung geschaffen werden [10,46,94,100,122,145,164].

Hieraus sollen sich konzeptionelle Vorteile gegenüber konventionellen Versorgungsverfahren ergeben, so dass das Verfahren insbesondere auch bei Frakturen mit schwerem Weichteilschaden, größeren ossären Trümmerzonen sowie schlechter Knochenqualität (Osteoporose) indiziert erscheint [86,139,143].

Die anatomische Form des Implantates macht ein intraoperatives Anpassen an den Knochen überflüssig, da distales und proximales Ende des Implantates genau definiert sind. Dies bedingt aber, dass das Implantat nicht seitensymmetrisch ist und somit in einer Rechts- bzw. Linksversion vorliegt.

Bevor die Frakturstabilisierung mit dem LISS durchgeführt wird, muss die Fraktur reponiert sein. Hierzu bieten sich verschiedene indirekte Repositionstechniken an, wobei sich der temporäre Einsatz eines Fixateur externe oder Distraktors häufig als hilfreich erweist. Der operative Zugang erfolgt über eine laterale Hautinzision am Tibiakopf mit einer Ausrichtung der distalen Schnittführung nach anterior. Dies [Seite 17↓]erleichtert das perkutane Einschieben des Implantates unter den Musculus tibialis anterior, der vorsichtig an seinem Ansatz abgelöst und später wieder refixiert wird. Mit Hilfe eines Zielbügels wird das Implantat unter ständigem leichten Knochenkontakt in den Zwischenraum zwischen Muskel und Knochen entlang der Tibia über den Frakturbereich nach distal eingebracht (Abb. 9). Es erfolgt keine Eröffnung des Frakturbereiches oder anatomische Reposition einzelner Frakturfragmente. Über das distalste Schraubenloch wird mittels eines Trokars der Zielbügel mit dem Implantat verbunden, so dass ein Rahmen entsteht. Nach exakter Ausrichtung des LISS am lateralen Tibiaschaft und Tibiakopf wird eine temporäre Fixierung am Knochen mit Kirschnerdrähten durch die proximalen und distalen Verbindungstrokare vorgenommen. Im geschlossenen Verfahren sollte die Lage des LISS nochmals unter Durchleuchtung kontrolliert werden. Bei korrekter Implantatlage werden nun die selbstbohrenden, selbstschneidenden Schrauben maschinell über Stichinzisionen durch Trokarhülsen eingebracht. Während im Schaftbereich monokortikale Schrauben einer Länge verwendet werden, werden die einzelnen Schraubenlängen im Tibiakopfbereich mittels Spickdrähten und Messlehre bestimmt.

Bei intraartikulären Frakturen ist vor der metaphysären Frakturreposition zunächst der Gelenkblock anatomisch zu rekonstruieren. Hierfür können freie 3,5 mm-Kleinfragment oder 6,5 mm-Großfragmentschrauben verwendet werden. Jedoch sollten wenn möglich bei der Schraubenplatzierung bereits die späteren LISS-Schraubenlagen berücksichtigt werden. Nach Rekonstruktion des Tibiakopfes erfolgt die Reposition an den Schaft, das weitere Vorgehen entspricht den Operationsschritten bei extraartikulären Frakturen.


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18.05.2005