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7  Entwicklung des neuen Fixateurs

Basis des neuen Fixateurs sollte der supraacetabuläre Fixateur sein. Um auf den hinteren Beckenring Kompression ausüben zu können, sollte mindestens eine zusätzliche Schanz-Schraube von ventral aus in den hinteren Beckenring nahe an das Sakroiliakal- Gelenk plaziert werden.

Hierfür erwiesen sich zwei Applikationswege als realisierbar:

1. Flacher schräg dorsaler Pin (Abb.32): Nach Inzision direkt unterhalb der Spina iliaca anterior superior wird die Schanz-Schraube zwischen dem Musculus iliacus und dem Periost der Ala ossis ilii stumpf an der Beckenschaufel entlang eingebracht. Der Musculus iliacus wird dabei mit den in ihm eingebetteten Nerven und Gefäßen in den Bauchraum verdrängt und bietet somit einen Schutz vor Verletzungen. Der Eintrittspunkt in das dorsale Ilium wird so gewählt, daß die Längsachse der Schraube durch die Spina iliaca posterior superior verläuft. Dadurch liegt das Gewinde der Schanz-Schraube ca. 1,5 cm lateral der Sakroiliakal- Fuge und findet in dem breiten dorsalen Anteil des os ilium festen ossären Halt ohne die Gelenkfläche zu verletzen. Eine sichere Knochenverankerung ist auch bei leichten Abweichungen von der optimalen Position noch gewährleistet.

Abbildung 32: Schanz-Schraubenapplikation des Schräg dorsaler Fixateurs

2. Steiler schräg dorsaler Pin (Abb. 33): Die Inzision verläuft eine Fingerbreite oberhalb der Crista iliaca, zwischen ihrem vorderen und mittleren Drittel. Auch hier liegt die Schanz-Schraube unterhalb des Musculus iliacus. Der Knocheneintrittspunkt muß in der Sagittalebene so plaziert sein, daß die Längsachse der Schraube durch die Spina iliaca posterior superior verläuft. Der Spielraum zur Positionierung ist sehr klein, da beachtet werden muß, daß die Schanz-Schraube weder die laterale Kortikalis der Beckenschaufel durchbricht, noch in den Bereich der kartilaginären Bestandteile der IS- Fuge hinein ragt.

Abbildung 33: Neuer Fixateur mit steiler schräg dorsaler Schanz-Schraube


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Von der üblichen Symmetrie der Verspannung wurde abgewichen. Auf der vertikal stabilen Seite des Beckens erwies sich die Fixation über die supraacetabulär eingebrachte kurze Schanz-Schraube stabiler, als über eine zusätzliche in der oben beschriebenen Art und Weise an der Beckenschaufel entlang verlaufende Schanz-Schraube. Die supraacetabuläre Schanz-Schraube erspart einen zusätzlichen Weichteilschaden und ermöglicht über die vertikal stabile hintere Beckenhälfte eine ebenso gute Kraftübertragung wie eine gleichartig der vertikal instabilen Seite eingebrachte Schanz-Schraube.

Verspannung

Für die Stabilisierung des vertikal instabilen hinteren Beckenringes ist es sinnvoll, den Anpreßdruck in der Verletzungszone zu steigern. Der erhöhte Anpreßdruck soll mit den supraacetabulären Schanz-Schrauben für den vorderen und mit der schräg dorsalen Schanz -Schraube für den hinteren Beckenring erreicht werden.

Abbildung 34: Montageprinzip zur Kompressionserhöhung

Die supraacetabulären Schanz-Schrauben (S) werden mit den Carbonstangen (C1 und C2) so in einem spitzen Winkel (W) montiert, daß sie den Beckenring komprimieren. Die Kompression (P) wird durch eine schrittweise Montage der Klemmbacken (K) mit funktioneller Verkürzung (V) der Stange C2 erreicht (siehe Text).

Die zu verspannenden Schanz-Schrauben (S in Abb. 34) müssen in einem spitzen Winkel (W in Abb. 34) zueinander stehen. Nachdem als erstes die körperferne Carbonstange (C1 in Abb. 34) zwischen beiden Schanz-Schrauben montiert und die Klemmbacken (K in Abb. 34) fest angezogen worden sind, wird die körpernahe Carbonstange (C2b in Abb. 34) parallel der körperfernen Carbonstange montiert. Dabei wird jedoch vorerst nur die erste Klemmbacke (K in der Abb. 34 auf der linken Seite von C2b) fest angezogen. Daraufhin wird die körpernahe Carbonstange einige wenige Grad zum Patienten hin um die festgezogene Klemmbacke verdreht (C2a in Abb. 34). Danach wird die zweite vorher schon lose aufgesetzte Klemmbacke in dieser Position auf der Carbonstange fest angezogen, ohne jedoch dabei die Schanz-Schraube zu fixieren (K in der Abb. 34 auf der rechten Seite von C2a). Im folgenden wird die nun schräg stehende körpernahe Carbonstange wieder in ihre Ausgangsposition parallel der körperfernen Carbonstange zurückgezogen (C2b in Abb. 34). Dabei gleitet die noch nicht auf der Schanz-Schraube fixierte Klemmbacke auf der Schanz-Schraube vom Patienten weg. Da jedoch durch die Fixation auf der körpernahen Carbonstange der Abstand der Klemmbacken der körpernahen Carbonstange fixiert wurde, wird die rechte Schanz-Schraube um den in der Abb. 34 unten mit einem kleinen blauen Maßpfeil markierten Weg (V in Abb. 34) an die linke Schanz-Schraube herangezogen (größter blauer Pfeil). Da die körperferne Carbonstange schon an beiden Enden fixiert ist, drehen sich die Schanz-Schrauben um [Seite 54↓]diese Fixpunkte aufeinander zu. Die Enden der Schanz-Schrauben werden aneinander angenähert bzw. pressen so den Beckenring zusammen (P in Abb. 34). Der Abstand V (in Abb. 34) definiert den eingebrachten Druck im hinteren Beckenring

Je weiter die körpernahe Carbonstange zum Patienten gedreht wird, desto größer ist der resultierende Druck im Beckenring. Dabei ist darauf zu achten, daß die Carbonstange maximal so weit gedreht werden darf, daß zwischen körpernaher Carbonstange und der in der Abb. 34 rechten Schanz-Schraube ein rechter Winkel entsteht. Sonst kommt es nicht mehr zu einer weiteren Annäherung der Klemmbacken auf der körpernahen Carbonstange. Im Gegenteil, beide Klemmbacken entfernen sich wieder voneinander, wodurch kein Druck zwischen den Schanz-Schrauben aufgebaut werden kann.

Je nach Verletzungstyp und Patientensituation kann die schrägdorsale Schanz-Schraube nach dem selben Prinzip verspannt werden. Damit kann der hintere Beckenring mit vom Operateur frei zu wählender Kompressionskraft geschlossen werden. Im Versuchsaufbau waren alle Längenverhältnisse der Fixateurmontage (intraossärer Verlauf, Backenpositionen) eindeutig definiert und konstant. Zur Verspannung wurde die Carbonstange C2 (in Abb. 34) jeweils um 1,5 cm auf der Schanz-Schraube verschoben, um einheitliche Druckverhältnisse im dorsalen Beckenring zu erreichen.

Zur Veranschaulichung des Wirkprinzips des Fixateurs ist eine stark vereinfachte Darstellung der nicht linearen Kraftverläufe unter Vernachlässigung der beteiligten Muskulatur notwendig. Diese Wirklinien entsprechen der Summe der anliegenden Kräfte zwischen den beteiligten Schanz-Schrauben. Die Kräfte setzen sich u.a. aus Druck-, Zug- und Biegekomponenten zusammen. Die Biegekomponenten haben auf Grund der Eigenschaften aller beteiligten Materialien einen bedeutenden Anteil. Eingebrachte Kraft geht dadurch in elastische Energie verloren. Außerdem bewirken Scherkräfte einen Verlust an Kompression. Eine Minimierung dieses Effektes wird durch eine möglichst senkrecht zur Fraktur verlaufende Wirklinie erreicht.

Die Achse der optimalen Kraftübertragung verläuft zwischen den Eintrittspunkten der Schanz-Schrauben in den Knochen. Um eine maximale Stabilität in der Beckenverletzung zu erhalten, sollte diese Kraftachse außerdem direkt durch die instabile Verletzung des Beckenringes verlaufen. Daraus resultiert, daß idealerweise die Schanz-Schrauben beidseits der Verletzung plaziert werden sollten (A in Abb. 35). Auf der vertikal instabilen Seite ist das mit der oben beschriebenen Schanz-Schrauben- Applikationen möglich. Wenn auf der stabilen Seite des hinteren Beckenringes die Schanz-Schraube nicht mehr direkt neben die Sakroiliakal-Fuge plaziert wird, sondern eine supraacetabulär eingebrachte Schanz-Schraube dieses übernimmt, dreht sich die Kraftachse um einen spitzen Winkel nach ventral (B in Abb. 35). Durch die relativ große Entfernung zur Sakroiliakal-Verletzung und die Nähe der Schanz-Schraube auf der vertikal instabilen Seite verschiebt sich die Kraftachse auf Höhe der Beckenverletzung jedoch nur gering (V in Abb. 35).

Abbildung 35: Theoretische Überlegung zur asymmetrischen Applikation

Verlagerung der optimalen Kraftachse (A) zwischen den Verankerungen der Schanz-Schrauben bei asymmetrischer Applikation (Resultierende Kraftachse B) um den kurzen Weg (V) zur Stabilisierung des instabilen SI Gelenkes


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Der Ursprung der Wirklinien liegt im Bereich zwischen dem Eintrittspunkt der Schanz-Schraube in die Kortikalis und der Spitze der Schanz-Schraube in der Spongiosa des Beckenknochens. Auf Grund der hohen Festigkeit der Kortikalis liegt der eingezeichnete Ursprung in ihrer Nähe (sowohl in Abb.34 als auch in Abb. 35). Ein Verdrehen der Beckenhälfte um die supraacetabulär Schanz-Schraube auf der vertikal intakten Seite wird durch eine zusätzliche in die ventrale Crista iliaca eingebrachte Schanz-Schraube verhindert.
Um den vorderen Beckenring zu schließen, wurde eine zweite supraacetabuläre Schanz-Schraube auf der instabilen Seite gesetzt. Die supraacetabuläre Positionierung entspricht der des bereits bewährten supraacetabulären Fixateur externe.
Bei dem Anspannen des Fixateurs wird ein Verwinden der Beckenhälften zueinander dadurch verhindert, daß die jeweils paarweise zueinander verspannten Schanz-Schrauben in einer gemeinsamen Ebene im Raum liegen (erstes Paar verbunden durch blaue Pfeillinie in Abb. 36 und zweites Paar durch gelbe Pfeillinie in Abb. 36).
Für die Verspannung der Schanz-Schrauben wurden speziell drei gebogene Verbindungsstangen mit dem Radius 38cm angefertigt (Abb. 36).

Abbildung 36: Prinzip der Verspannung des Fixateurs

Eine Stange (A) bildet fix positionierte Drehpunkte (grüne Pfeile). Die zweite Stange (B) schließt den vorderen Beckenring (blaue Pfeillinie) durch Zusammenziehen der supraacetabulären Schanz-Schrauben um mittleren und rechten Drehpunkt. Sie verhindert eine Rotation der Beckenhälften zueinander. Die mittlere Stange (C) schwenkt die schräg dorsale Schanz-Schraube (d) um den linken Drehpunkt, so daß es zum Schluß des hinteren Beckenringes kommt (gelbe Pfeillinie).

Die körperferne Stange (A in Abb. 36) bildet fix positionierte Drehpunkte (grüne Pfeile in Abb. 36). Durch die zweite körpernahe Stange (B in Abb. 36) wird der vordere Beckenring geschlossen (blaue Pfeillinie in Abb. 36) und ein Verdrehen der Beckenhälften zueinander unterbunden. Die mittlere Stange (C in Abb. 36) schwenkt die schräg dorsale Schanz-Schraube um den von der körperfernen Stange festgelegten Drehpunkt, so daß es zum Schließen des hinteren Beckenringes kommt (gelbe Pfeillinie in Abb. 36).


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09.06.2005