Daniela Klitscher 1 I. Mehling 1 L.P. Müller² K. Burkhart 2 T. Nowak 1 P.M. Rommens 1 1

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1 Leitthema: Übersicht Obere Extremität : DOI /s y Eingegangen: 21. Juni 2012 Angenommen: 2. Juli 2012 Online publiziert: 27. November 2012 Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012 Daniela Klitscher 1 I. Mehling 1 L.P. Müller² K. Burkhart 2 T. Nowak 1 P.M. Rommens 1 1 Klinik und Poliklink für Unfallchirurgie, Zentrum für muskuloskeletale Chirurgie, Universitätsmedizin Mainz, Mainz, Deutschland 2 Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Universitätsklinik Köln, Köln, Deutschland Neue minimal-invasive Implantate zur Therapie von distalen Radiusfrakturen 194 Neben den etablierten Verfahren stehen zur Therapie der distalen Radiusfraktur neuere minimal-invasive Implantate wie DNP, XSCREW, TargonDR und Micronail zur Verfügung. Mit diesen Osteosyntheseformen soll eine für eine frühfunktionelle Nachbehandlung ausreichende Stabilität bei minimaler Weichteilkompromittierung erreicht werden. Biomechanische und klinische Ergebnisse dieser neuen Implantate werden im Folgenden vorgestellt und diskutiert. Die distale Radiusfraktur zählt zu den häufigsten Frakturen des Menschen [17]. Trotz ihres häufigen Auftretens und einer Vielzahl zur Verfügung stehender Behandlungsoptionen sind unbefriedigende Ausheilungsergebnisse keine Seltenheit [8, 24]. Konservative Therapie [10], Plattenosteosynthese [2], Fixateur-externe-Osteosynthese [22] und Kirschner-Draht-Osteosynthese [7] haben sich, jeweils bei bestimmten Indikationen, in der Therapie der distalen Radiusfraktur bewährt. Eine anatomische stabile Reposition und Retention ermöglicht die frühfunktionelle Nachbehandlung ohne Gefahr des sekundären Repositionsverlustes und sollte daher Ziel jeder Therapie einer distalen Radiusfraktur sein [18, 21]. Um dieses Ziel zu erreichen, sollte dabei so weichteilschonend wie möglich vorgegangen werden. Klinische [2, 18] und biomechanische Studien [15, 16] konnten eine hohe Primärstabilität winkelstabiler Plattenosteosynthesen nachweisen. Als nachteilig ist jedoch die hohe Invasivität mit Störung der Muskelkontinuität und der Vaskularisation an- zusehen [3]. Für bestimmte Frakturformen stehen neuere minimal-invasive Implantate wie DNP (Dorsal Nail Plate, Hand Innovations, Miami, Florida, USA), XSCREW (Zimmer, Freiburg, Deutschland), TargonDR (Aesculap, Tuttlingen, Deutschland) und Micronail (Wright Medical Technologies, Arlington, USA) zur Verfügung [9, 11, 12]. Übersicht minimal-invasive Implantate DNP (Dorsal Nail Plate) Die DNP ist ein winkelstabiles Implantat, das aus einem distalen Plattenanteil und einem proximalen Nagelanteil besteht. Der Plattenanteil liegt epikortikal auf dem Boden des 3. Strecksehnenfachs. Die Implantation erfordert eine Mobilisation der Sehne des M. extensor pollicis longus sowie die Abtragung des Tuberculum listeri. Im Plattenanteil befinden sich vier Löcher mit Gewinde zur winkelstabilen Fixierung mit divergierenden Stiften. Der Nagelanteil liegt intramedullär und besitzt Gewindelöcher für drei monokortikale Verriegelungsschrauben. Eine vergleichsweise geringe Beeinträchtigung der Weichteile wird angenommen, da das Implantat über einen kleinen Zugang eingebracht werden kann und ein niedriges Profil aufweist. Gemäß Hersteller stellen metaphysäre und einfache intraartikuläre distale Radiusfrakturen, die geschlossen reponiert werden können, Indikationen für den Einsatz der DNP dar (. Abb. 1a). XSCREW Die XSCREW ist ein Implantat, das aus einer Kombination zwischen einer kanülierten Schraube und über Löcher in der Schraube eingebrachten Kirschner-Drähten besteht. Die Schraube wird über einen radialen Zugang zwischen dem 1. und 2. Strecksehnenfach implantiert. Die Löcher für die beiden distalsten Kirschner- Drähte sind in einem Winkel von 45 zur Schraubenachse, während die übrigen Löcher senkrecht zur Schraubenachse angeordnet sind. In Abhängigkeit von der Schraubenlänge weist die Schraube fünf bis neun Löcher für die Kirschner-Drähte auf. Schraube und Kirschner-Drähte können mithilfe des Zielgeräts minimal-invasiv eingebracht werden. Nach den Herstellerangaben ist der Einsatz der XSCREW bei metaphysären und einfachen intraartikulären distalen Radiusfrakturen sowie bei Frakturen des Processus styloideus radii indiziert (. Abb. 1b). TargonDR Der TargonDR ist ein intramedulläres Implantat, welches über den Processus styloideus radii zwischen dem 1. und 2. Strecksehnenfach eingebracht wird. Sehnenirritationen sollen durch die vollständig intramedulläre Lage des Implantats vermieden werden. Der TargonDR weist im distalen Bereich vier Löcher zur multiplanaren Verriegelung mittels Fixierschrauben auf. Die Stabilisierung proxi-

2 Abb. 1 8 Minimal-invasive Implantate zur Therapie von distalen Radiusfrakturen. a DNP, b XSCREW, c TargonDR Abb. 2 8 Röntgenaufnahmen nach Implantation minimal-invasiver Implantate an Proben zur biomechanischen Untersuhung. a Röntgenaufnahme im seitlichen Strahlengang nach Implantation einer DNP, b Röntgenaufnahme im posterior-anteriorem Strahlengang nach Implantation einer XSCREW, c Röntgenaufnahme im posterior-anteriorem Strahlengang nach Implantation eines TargonDR mal der Fraktur erfolgt über zwei bikortikal von radial nach ulnar eingebrachte Verriegelungsschrauben. Gemäß Hersteller stellen extraartikuläre metaphysäre distale Radiusfrakturen des AO-Typs A2 und A3, sowie intraartikuläre distale Radiusfrakturen des AO-Typs C1 und C2, die geschlossen reponiert werden können, Indikationen für den Einsatz des TargonDR dar (. Abb. 1c). Micronail Bei dem Implantat Micronail handelt es sich um eine intramedulläre Osteosynthese, das wie die XSCREW und der TargonDR über einen radialen Zugang zwischen dem 1. und 2. Strecksehnenfach eingebracht wird. Der Micronail liegt vollständig intramedullär und wird distal durch drei winkelstabile divergierende Schrauben und proximal durch zwei bikortikale Schrauben verankert. 195

3 196 Leitthema: Übersicht Biomechanische Untersuchungen Zusammenfassung Abstract Obere Extremität : DOI /s y Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012 D. Klitscher I. Mehling L.P. Müller K. Burkhart T. Nowak P.M. Rommens Neue minimal-invasive Implantate zur Therapie von distalen Radiusfrakturen Zusammenfassung Zur Therapie der distalen Radiusfraktur wurden neue minimal-invasive Implantate wie DNP, XSCREW, TargonDR und Micronail entwickelt. Mit diesen Implantaten soll eine stabile Osteosynthese bestimmter Frakturformen bei minimaler Weichteilkompromittierung erreicht werden. Bislang wurden nur wenige klinische und biomechanische Studien durchgeführt, um die neuen Osteosyntheseformen als Alternative zu etablierten Verfahren in der Therapie der distalen Radiusfraktur auszuweisen. Die ersten klinischen Ergebnisse sind für einige Implantate vielversprechend. In eigenen biomechanischen Untersuchungen konnten wir eine höhere Stabilität der XSCREW im Vergleich zur DNP und des TargonDR im Vergleich zur 2,4-mm-LCP bei der Versorgung instabiler distaler extraartikulärer Radiusfrakturen beobachten. Schlüsselwörter Distaler Radius Fraktur Implantat Minimal-invasiv Biomechanisch New minimally invasive implants for treatment of distal radius fractures Abstract Recently minimally invasive implants, such as DNP (dorsal nail plate), XSCREW, TargonDR and Micronail have been developed for internal fixation of the distal radius. These implants are thought to allow stable fixation of some fracture types by minimizing soft tissue compromise. Few clinical and biomechanical studies have been performed to determine whether the new devices are useful alternatives in fixation of distal radius fractures. Initial clinical results are promising for some devices. In own biomechanical studies we found that fixation of unstable extra-articular distal radius fractures with XSCREW provides more stability than fixation with DNP and that fixation with TargonDR provides more stability than with a 2.4 mm LCP. Keywords Distal radius Fracture Implant Minimally invasive Biomechanical In einer eigenen biomechanischen Untersuchung wurde die DNP gegen die XSCREW im Paarvergleich getestet. Zur Simulation instabiler extraartikulärer distaler Radiusfrakturen des AO-Typs A3 wurden jeweils an acht Paaren frischer Leichenradii Keilosteotomien angelegt. Die Proben wurden im Institut für Anatomie der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz an freiwilligen Spendern gewonnen. Nach Implantation der Osteosynthesen (. Abb. 2a, b) wurden die Proben in einer Materialprüfmaschine Axialbelastungsänderungen von 10 bis 100 N, sowie Torsionsbelastungsänderungen von 1,5 bis 1,5 Nm ausgesetzt. Im Anschluss erfolgten eine Untersuchung mit 1000 Zyklen einer Torsionsbelastungsänderung von 0,5 bis 1,5 Nm mit einer Frequenz von 0,5 Hz, sowie ein Versagenstest unter Torsionsbelastung. Mit einem Medianwert von 136,0 N/mm im Vergleich zu 69,5 N/mm erreichten die mit einer XSCREW osteosynthetisch versorgten Radii höhere Axialsteifigkeitswerte als Radii nach Implantation einer DNP. Dieser Unterschied war jedoch nicht statistisch auffällig. Die Torsionssteifigkeit der XSCREW-fixierten Proben war mit einem Median von 0,163 Nm/ statistisch auffällig höher als die Torsionssteifigkeit der Radii nach Osteosynthese mit einer DNP mit einem Median von 0,068 Nm/ (p = 0,031) [13]. Die überwiegend zu beobachtende Versagensart der DNP-fixierten Proben bestand in einer Längsfraktur entlang der monokortikalen Schrauben im proximalen Fragment. Eine bikortikale proximale Verriegelung oder eine Verriegelung in zwei verschiedenen Ebenen könnte die Stabilität der DNP erhöhen. Nach Implantation einer XSCREW trat als typisches Versagensmuster eine Längsoder Schrägfraktur des proximalen Fragments in der Frontalebene entlang der Kirschner-Drähte auf. Durch eine proximale multiplanare Anordnung der Kirschner-Drähte könnte ggf. eine höhere Stabilität erreicht werden. In einer Untersuchung von McCall et al. [15] wurden die DNP, die DVR-Platte und die 2,4-mm-LCP-Platte an Sawbones getestet. Mittels einer dorsal offenen Keilosteotomie wurde eine dorsal instabile Fraktur des Typs A3 nach der AO-Klassifikation simuliert. Unter axialer Belastung konnten in der DVR-Gruppe mit einem Mittelwert von 619,0 N/mm die höchsten Steifigkeitswerte beobachtet werden, gefolgt von der DNP-Gruppe mit 494,0 N/ mm und der 2,4-mm-LCP-Gruppe mit 283,0 N/mm. Signifikante Unterschiede konnten dabei zwischen DVR und 2,4-mm-LCP, nicht jedoch zwischen DNP und 2,4-mm-LCP festgestellt werden. Die zum Versagen führende Axialkraft lag bei der DVR-Platte mit einem Mittelwert von 2291,0 N signifikant höher als bei der 2,4-mm-LCP-Platte mit einem Mittelwert von 1769,0 N und als bei der DNP mit einem Mittelwert von 1682,0 N. Im Unterschied zu den eigenen erhobenen Messwerten konnten McCall et al. [15] deutlich höhere Werte der mittleren Axialsteifigkeit nach Osteosynthese mit einer DNP beobachten. Von McCall et al. wurden allerdings Kunstknochen anstelle der von uns untersuchten frischen Leichenradii von Spendern mit einem Durchschnittsalter von 80 Jahren verwendet. In einer weiteren eigenen Untersuchung wurde ein Paarvergleich des TargonDR (. Abb. 2c) gegen die 2,4-mm-LCP an frischen Leichenradii freiwilliger Spender durchgeführt. Nach Durchführung einer Keilosteotomie zur Simulation einer instabilen extraartikulären distalen Radiusfraktur des AO-Typs A3 wurden die osteosynthetisierten Proben zunächst mit einer Axialbelastungsänderung von 10 bis 200 N und dann mit einer dorsal-exzentrischen Belastungsänderung von 10 bis 80 N getestet. Die Implantat-Kno-

4 Tab. 1 Biomechanische Untersuchungen minimal-invasiver Implantate Autoren Implantat Axialsteifigkeit (N/ mm) Torsionssteifigkeit (Nm/ ) Steifigkeit unter dorsal-exzentrischer Belastung (N/mm) Steifigkeit unter dorsaler Biegebelastung (N/mm) McCall et al. [15] DNP 494 DVR 619 2,4-mm-LCP 283 Klitscher et al. [13] DNP, 69,5 0,068 XSCREW 136 0,163 Burkhart et al. [4] TargonDR 386,5 228,4 2,4-mm-LCP 121,8 46,8 Konstantinidis TargonDR et al. [14] Column Plate VariAx ,4-mm-LCP ,5-mm-LCP Capo et al. [5] Micronail 13 DVR 17 Lo-Con 7 Doppelplatte 12 Steifigkeit unter volarer Biegebelastung (N/mm) chen-konstrukte wurden anschließend einer zyklischen Belastung mit 2000 Zyklen einer Axialbelastungsänderung von 10 bis 150 N mit einer Frequenz von 1 Hz ausgesetzt und einem Versagenstest unter Axialbelastung unterzogen. Mit einem Medianwert von 386,5 N/mm im Vergleich zu 121,8 N/mm erreichten Radii nach Implantation eines TargonDR signifikant höhere Axialsteifigkeitswerte als Radii nach Implantation einer 2,4-mm- LCP (p = 0,016). Auch unter dorsal-exzentrischer Belastung konnten mit Medianwerten von 228,4 N/mm im Vergleich zu 46,8 N/mm signifikant höhere Steifigkeitswerte in der TargonDR-Gruppe beobachtet werden (p = 0,008). Der Median der axialen Belastungen beim Versagen lag bei den TargonDR-fixierten Proben mit 632,4 N statistisch signifikant höher als nach Osteosynthese mit einer 2,4-mm- LCP mit 377,3 N (p = 0,023) [4]. Konstantinidis et al. untersuchten den TargonDR und vier winkelstabile Platten (Column Plate, VariAx, 2,4 mm LCP, 3,5 mm LCP ). An Kunstknochen wurden Keilosteotomien zur Simulation einer distalen Radiusfraktur des AO- Typs A3 angelegt. Mit 277 N/mm erreichten Proben nach Implantation eines TargonDR die höchsten Axialsteifigkeitswerte und mit 47 N/mm die höchsten Steifigkeitswerte unter volarer Biegebelastung. Signifikant wurde dieser Unterschied jeweils im Vergleich zur 2,4-mm- LCP mit 96 bzw. 9 N/mm. Unter dorsaler Biegebelastung erreichte die VariAx - Platte mit 86 N/mm die höchsten Steifigkeitswerte, gefolgt vom TargonDR mit 72 N/mm mit signifikantem Unterschied zur 2,4-mm-LCP [14]. Capo et al. [5] untersuchten das intramedulläre Implantat Micronail, die volare winkelstabile DVR -Platte, die dorsale nicht winkelstabile Lo-Con -T-Platte und eine Doppelplattenosteosynthese aus zwei 2,4-mm-Titanplatten. An 28 frischen Leichenradii wurden dorsale Keilosteotomien angelegt. Unter dorsaler Biegebelastung und Biegebelastung bis zum Versagen erreichte die DVR -Platte die höchsten Steifigkeitswerte, gefolgt von Micronail, Doppelplattenosteosynthese und Lo-Con -T-Platte. Statistisch signifikante Unterschiede konnten dabei zwischen der DVR -Platte und sowohl der Doppelplattenosteosynthese als auch der Lo-Con -T-Platte, nicht jedoch zwischen der DVR -Platte und dem Micronail festgestellt werden. Die volare winkelstabile DVR -Platte und der Micronail erreichten damit eine vergleichbare Stabilität unter Biegebelastung. In der Literatur werden Lastübertragungen von 100 N während aktiver Handgelenksbewegungen und leichten Alltagsaktivitäten angegeben [1, 6, 20]. XSCREW und TargonDR erreichten in den eigenen Untersuchungen jeweils Medianwerte der Axialsteifigkeiten über 100 N/mm, scheinen den Belastungen bei leichten Alltagsaktivitäten also standzuhalten und damit eine frühfunktionelle Nachbehandlung zu ermöglichen. Nach Implantation einer DNP wurde in der eigenen Untersuchung ein Median der Axialsteifigkeiten von 69,5 N/mm beobachtet. Bei Verwendung einer DNP sollte ggf. eine kurzfristige Ruhigstellung erfolgen (. Tab. 1). Klinische Untersuchungen Orbay et al. [19] beobachteten bei über 200 mit einer DNP versorgten extraartikulären oder undislozierten intraartikulären distalen Radiusfrakturen lediglich vier Komplikationen: ein Wundhämatom, eine Implantatlockerung, eine schmerzhafte Missempfindung im Narbenbereich und eine hypertrophe Narbenbildung. Die meisten Patienten konnten nach der 1. oder 2. postoperativen Woche bereits 197

5 Leitthema: Übersicht 198 wieder Alltagsaktivitäten verrichten und erreichten innerhalb von 4 Monaten ein Bewegungsausmaß für Handgelenksextension und Unterarmrotation wie vor dem Unfall und damit ein sehr zufriedenstellendes funktionelles Ergebnis. In einem ersten Erfahrungsbericht von Espen et al. [9] zur Anwendung der DNP an 32 Patienten wurden an Komplikationen eine Lockerung der Verriegelungsschrauben und eine Ruptur der Extensor-pollicis-longus-Sehne beschrieben. Sekundäre Repositionsverluste traten nicht auf. Eine Ruhigstellung mit einer palmaren Schiene erfolgte für 10 Tage. Anhand der beiden bislang zur DNP durchgeführten klinischen Studien lassen sich eine mit der winkelstabilen Plattenosteosynthese vergleichbare Stabilität unter kurzfristiger Ruhigstellung und ähnliche funktionelle Resultate vermuten. Sehnenrupturen scheinen seltener als nach dorsaler Plattenosteosynthese aufzutreten, können jedoch nicht vollständig vermieden werden [9, 19]. Klinische Studien zur XSCREW sind bislang nicht in der Literatur zu finden. In einer prospektiven randomisierten Studie von Gradl et al. [11] wurden 122 Patienten mit distalen Radiusfrakturen des AO-Typs A2, A3, C1 oder C2 nach Versorgung mit entweder einem TargonDR oder mit einer volaren 2,4-mm-LCP -Platte über einen Zeitraum von 1 Jahr verlaufskontrolliert. Mit aktiver Physiotherapie wurde unmittelbar postoperativ begonnen. In beiden Gruppen wurde zum Nachuntersuchungszeitraum nach 1 Jahr im Mittel ein exzellentes Ergebnis nach dem Gartland-and-Werley-Score erreicht. In den ersten 8 Wochen nach operativer Versorgung beklagten Patienten mit intramedullärer Osteosynthese signifikant weniger Schmerzen und konnten eine signifikant bessere Dorsalextension und Palmarflexion vorweisen. Relevante sekundäre Repositionsverluste oder verzögerte Heilungen konnten weder nach Implantation eines TargonDR noch nach Plattenosteosynthese mit einer 2,4-mm-LCP beobachtet werden. In beiden Gruppen wurde in jeweils zwei Fällen eine radiale Verkürzung um 2 mm und eine Dorsalinklination von 5 festgestellt. An Komplikationen traten in der TargonDR -Gruppe 2 und in der 2,4-mm-LCP -Gruppe 3 operationspflichtige Karpaltunnelsyndrome auf. Ilyas et al. [12] untersuchten zehn Patienten mit einer extra- oder intraartikulären distalen Radiusfraktur nach osteosynthetischer Versorgung mit einem Micronail. Postoperativ wurde zur Ruhigstellung eine volare Schiene für Tage angelegt. Nach dem DASH-Fragebogen (DASH disabilities of the arm, shoulder and hand) konnten acht sehr gute, ein gutes und ein schlechtes Ergebnis festgestellt werden. An Komplikationen traten drei Schraubenperforationen in das distale Radioulnargelenk, zwei reversible Läsionen des N. radialis superficialis und zwei sekundäre Repositionsverluste von mehr als 5 auf. Das funktionelle Ergebnis erscheint zufriedenstellend bei jedoch hoher Komplikationsrate. Tan et al. [23] berichteten über ihre ersten Beobachtungen nach Implantation eines Micronail bei 15 Patienten. Drei Patienten beklagten temporäre Sensibilitätsstörungen im Versorgungsgebiet des N. radialis superficialis. Nach Osteosynthese mit den über einen radialen Zugang einzubringenden Implantaten TargonDR und Micronail können mit winkelstabiler Plattenosteosynthese vergleichbare funktionelle Ergebnisse beobachtet werden. In der bisher einzigen zur Anwendung des TargonDR durchgeführten klinischen Studie konnten wie beim Vergleichsimplantat, der 2,4-mm-LCP, keine relevanten sekundären Repositionsverluste und damit eine zur frühfunktionellen Behandlung ausreichende Stabilität festgestellt werden [11]. Ob in größeren Studien zum Micronail eine Reduktion der im Vergleich zu DNP, TargonDR und winkelstabilen Plattenosteosynthese hohen Rate an sekundären Dislokationen [12] gezeigt werden kann, bleibt abzuwarten. Bei über einen radialen Zugang eingebrachten Implantaten, wie TargonDR, Micronail und XSCREW besteht sicherlich die Gefahr der Verletzungen des N. radialis superficialis und der Sehnen des 1. Strecksehnenfachs. Bislang konnten jedoch nur nach Implantation eines Micronail Läsionen des N. radialis superficialis, die sich als reversibel herausstellten, nachgewiesen werden [12, 23]. Fazit für die Praxis Die bislang vorliegenden klinischen Resultate zur DNP und zum TargonDR sind als positiv zu bewerten. Anhand der klinischen Untersuchungen lassen sich ähnliche oder bessere funktionelle Resultate als nach winkelstabiler Plattenosteosynthese und eine vergleichbare Stabilität bei der DNP unter kurzfristiger Ruhigstellung vermuten [9, 11, 19]. Die biomechanischen Ergebnisse zur XSCREW und zum TargonDR legen eine für die frühfunktionelle Nachbehandlung ausreichende Stabilität nahe. Nach Implantation einer DNP dagegen sollte nach unserer Ansicht eine kurzfristige Ruhigstellung bis zur sichtbaren Kallusbildung durchgeführt werden. Weitere klinische und biomechanische Untersuchungen der neuen minimal-invasiven Implantate unter unterschiedlichen Belastungsarten und bei verschiedenen Frakturformen sind erforderlich, um die ersten positiven Resultate zu bestätigen und die neuen Osteosyntheseformen als Alternative zu etablierten Verfahren auszuweisen. Korrespondenzadresse Dr. D. Klitscher Klinik und Poliklink für Unfallchirurgie Zentrum für muskuloskeletale Chirurgie Universitätsmedizin Mainz Langenbeckstraße 1, Mainz dklitscher_daniela@aol.de Interessenkonflikt. Der korrespondierende Autor weist auf folgende Beziehungen hin: Das biomechanische Labor der unfallchirurgischen Klinik der Universitätsmedizin Mainz wurde von Aesculap, Tuttlingen, Deutschland finanziell unterstützt. Eine Einflussnahme auf Studiendesign, Analyse und Interpretation der Daten sowie Manuskripterstellung bestand nicht. Literatur 1. An KN, Chao EY, Cooney WP, Linscheid RL (1985) Forces in the normal and abnormal hand. J Orthop Res 3:

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