Beinfunktion und Langzeitprobleme bei Ersatz der. unteren Extremität mittels MUTARS-System. aufgrund primärer Knochentumoren oder Metastasen

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1 Universitätsklinikum Ulm Zentrum für Chirurgie Klinik für Unfall-, Hand-, Plastische- und Wiederherstellungschirurgie (Direktor: Professor Dr. F. Gebhard) Beinfunktion und Langzeitprobleme bei Ersatz der unteren Extremität mittels MUTARS-System aufgrund primärer Knochentumoren oder Metastasen Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin der Medizinischen Fakultät der Universität Ulm Gernot Schindler geboren in Greiz 2012

2 Amtierender Dekan: Prof. Dr. Thomas Wirth 1. Berichterstatter: Prof. Dr. Markus Schultheiß 2. Berichterstatter: Prof. Dr. Klaus Huch Tag der Promotion:

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis... I Abkürzungsverzeichnis... III 1. EINLEITUNG Arten von Neoplasien am Knochen Primäre knöcherne Veränderungen Sekundäre knöcherne Veränderungen Staging und Grading Therapie der Knochentumoren Operative Therapie Rekonstruktionsverfahren Nichtoperative Therapie Erfassung der Funktionalität Hypothese der Arbeit MATERIAL UND METHODE Patienten Befragung Klinische Untersuchung Funktion der unteren Extremität Statistische Methode Bildgebende Kontrolle Ergebnisse Proximaler Femurersatz Tumorentitäten Funktionalität Komplikationen Distaler Femurersatz Tumorentitäten Funktionalität Komplikationen Totaler Femurersatz Tumorentitäten Funktionalität I

4 3.3.3 Komplikationen Proximaler Tibiaersatz Tumorentitäten Funktionalität Komplikationen Überlebensrate Metastasierung primärer Knochentumoren Diskussion Zusammenfassung Literaturverzeichnis Lebenslauf II

5 Abkürzungsverzeichnis bzw. beziehungsweise Ca. Carcinom COSS Cooperative Osteosarkomstudie CoCrMo Cobalt-Chrom-Molybdän-Legierung CT Computertomographie EICESS European Intergroup Cooperative Ewing`s Sarcoma Study et al. et alii Euro-EWING European Ewing tumour Working Initiative of National Groups HA Hydroxylapatit MRT Magnetresonanztomographie MUTARS Modular Universal Tumor and Revision System, modulares Tumorprothesensystem, Firma Implantcast, Buxtehude, Indikation Tumorresektion NSAID Non Steroidal Antiinflammatory Drug Pat. Patient PE-Schloss Polyethylen-Schloss PEEK Polyetheretherketon PET Positronenemissionstomographie s. u. siehe unten UICC Union Internationale Contre le Cancer WHO World Health Organisation z. B. zum Beispiel III

6 Einleitung 1. EINLEITUNG Bei der Behandlung großer Knochendefekte in der unfallchirurgischen und orthopädischen Onkologie haben sich zunehmend extremitätenerhaltende Operationstechniken durchgesetzt. Ablative Maßnahmen (Amputation oder Umkehrplastik) werden, soweit onkologisch vertretbar, weitestgehend vermieden. Zur knöchernen Defektrekonstruktion haben sich verschiedene Verfahren etabliert. Neben den Möglichkeiten mit autologem und allogenem Knochenersatz werden heute häufig Tumorprothesen verwendet. In den letzten Jahren haben sich modulare Endoprothesensysteme durchgesetzt, mit deren Hilfe Knochendefekte von unterschiedlichem Ausmaß individuell überbrückt werden können. Im Folgenden werden zunächst die wichtigsten Tumoren des Skeletts und die diagnostischen Verfahren dargestellt. Anschließend folgt die Vorstellung der möglichen therapeutischen Optionen und der Fragestellung. 1.1 Arten von Neoplasien am Knochen Die Neoplasien am Knochen werden in primäre und sekundäre Veränderungen eingeteilt. Bei den Primären unterscheidet man zwischen benignen und malignen Knochentumoren, dem Plasmozytom, sowie dem Riesenzelltumor (Osteoklastom). Die sekundären Skeletttumoren sind Metastasen eines malignen Tumors anderer Lokalisation Primäre knöcherne Veränderungen Die systemische Einteilung der primären Skeletttumoren orientiert sich an der Dignität und dem Ausgangsgewebe (Tab.1) [11]. 1

7 Einleitung Tabelle 1: Einteilung primärer Skeletttumoren [11] Tumorähnliche Läsionen Benigne Raumforderung Maligne Raumforderung Osteofibröse Dysplasie Osteoidosteom Osteosarkom (parossal, Knochenbildend Knocheninfarkt Myositis ossificans Ossifizizierendes Fibrom Osteoblastom periostal, teleangiektatisch) Chondrom Osteochond- Knorpelbildend Chondromatose rom Chondromyxoidfibrom Chondrosarkom Knochenmark Ewing-Sarkom, Plasmozytom, Lymphom Aneurysmatsiche Kno- Zystisch Juvenile Knochenzyste chenzyste Osteoklastom Malignes Osteoklastom fibrös, firbrohistozytär Fibröser Kortikalisdefekt Eosinophiles Granulom Myxom Desmoplastisches Fibrom Fibrosarkom Malignes fibröses Histiozytom Sekundäre knöcherne Veränderungen Nahezu alle extraskelettalen Tumoren können auch Knochenmetastasen hervorrufen. Bei Einzelnen beobachtet man jedoch eine besonders hohe Affinität zum Skelett. Hierzu gehören die Metastasen des Bronchial-, Mamma-, Prostata- und des Schildrüsenkarzinoms, sowie die Metastasen des hypernephroiden Karzinoms 8, 9, 30, Staging und Grading Mittels des Staging 19 kann die lokale und systemische Tumorausdehnung beschrieben werden. Es wird ebenfalls zur Planung der chirurgischen Intervention, sowie der weiterführenden Therapie angewandt. Ziel ist es, die Prognose und das Verhalten des Tumors einschätzen zu können. Das Stagingsystem nach Enneking 9, 19, 21, 32 bezieht sich auf die Klinik, Histologie und die Ausdehnung des Tumors. Für das Grading, welches die 2

8 Einleitung histopathologische Differenzierung beschreibt, existieren mehrere zwei- bis vierstufige Einteilungen. Die am häufigsten verwendete ist die TNM- Klassifikation der Union International Contre le Cancer (UICC), welche zur klinischen Einteilung führt. Hierbei steht T für Tumor, N für Nodi = Lymphknoten und M für Metastasen 19, 21, 53. Abb.1a Abb.1b Abb.1c Abbildung 1a-c: Osteosarkom (Klinik für Radiologie, Universitätsklinik Ulm) 3

9 Einleitung 1.3 Therapie der Knochentumoren Operative Therapie Ziel der operativen Therapie ist in aller Regel die vollständige Entfernung des Tumors. Durch den technischen Fortschritt in der orthopädischen Chirurgie wurde in den letzten Jahren neben dem onkologischen Ergebnis das funktionelle Ergebnis immer wichtiger. Bei der operativen Entfernung eines Tumors werden unterschiedliche Resektionsausmaße unterschieden 19. Auf Grund der hohen Rezidivraten ist eine intraläsionale oder marginale Resektion nur bei gutartigen Tumoren vertretbar [9]. Ist der Tumor bösartig, muss eine weite oder radikale Resektion durchgeführt werden, um ein Rezidiv möglichst zu vermeiden [9, 10] Rekonstruktionsverfahren Für die extremitätenerhaltende Rekonstruktion stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Es existiert die Möglichkeit mittels Knochentransplantaten wie z. B. einem Allograft 13, 24, 39, einem Autograft, einer Arthrodese 13 oder der Implantation einer Endoprothese 41 die Extremität zu rekonstruieren. Zusätzlich besteht die Möglichkeit einer Rotationsplastik, welche aber praktisch nicht mehr angewandt wird 1, 22, 31, 33. Durch die neoadjuvante Therapie gemäß dem COSS / EICESS-Protokoll ist es möglich, in der modernen orthopädischen Chirurgie einen malignen Knochentumor extremitätenerhaltend zu operieren. Hierfür ist die Implantation einer Endoprothese das Mittel der Wahl [27]. 4

10 Einleitung In den Jahren zwischen 1980 und 1990 wurden international verschiedene Endoprothesensysteme entwickelt, bei welchen neben der Extremität auch deren Funktion erhalten werden kann 37, 43, 48. Dabei kamen sowohl Monoblock-Prothesen, modulare Endoprothesen als auch Einzelanfertigungen zum Einsatz. Mit zunehmender klinischer und praktischer Erfahrung wurden die Monoblock-Prothesen von den modularen Systemen weitestgehend verdrängt [45]. Moderne modulare Endoprothesen erlauben intraoperativ eine flexible Anpassung an das Resektionsausmaß, die Kombinierbarkeit verschiedener Komponenten und haben ein gutes funktionelles Ergebnis [6, 17]. Das in dieser Arbeit untersuchte MUTARS -System wurde 1991 von der Firma Implantcast, Buxtehude, in Zusammenarbeit mit der Klinik für Allgemeine Orthopädie der Universitätsklinik Münster entwickelt. Die modulare Bauweise ermöglicht die individuelle Überbrückung großer Knochendefekte einschließlich des Gelenkersatzes der angrenzenden Gelenke [27]. Ein wesentlicher Bestandteil des Systems ist die hexagonale Form der Prothesenschäfte zur zementfreien Implantation im Markraum. Jedoch sind auch CoCrMo-Prothesenschäfte zur zementierten Implantation im Gebrauch. Zur Rekonstruktion der Kapselstrukturen und Refixation von muskulären Strukturen wird der MUTARS-Anbindungschlauch aus Trevira angewandt. Im Rahmen der Weiterentwicklung der Schaftimplantationstechnik wurde 1997 ein Raspelinstrumentarium eingeführt, welches den Markraum hexagonal vorraspelt und somit die Einbettung optimiert, was zu einer verbesserten Rotationsstabilität führt [27]. Weitere wichtige Neuerungen waren 2003 die Einführung des PEEK-Optima -Schlosses als Ersatz für das häufig verschleißende PE- Schloss und 2004 die klinische Anwendung von silberbeschichteten Endoprothesen zur Infektprophylaxe. 5

11 Einleitung Nichtoperative Therapie Die Sterblichkeitsrate bei malignen Knochen- und Weichteiltumoren hat in den letzten 30 Jahren um 65% abgenommen [42]. Einen großen Anteil daran haben die verbesserten Vor- und Nachbehandlungschemata. Die Chemotherapie mit ihren verschiedenen Möglichkeiten nimmt hierbei eine zentrale Rolle ein. Je nach Zustand des Patienten und Grading des Tumors werden im Rahmen der multimodalen Therapieansätze (s.u.) eine neoadjuvante, adjuvante oder palliative Chemotherapie eingesetzt 2, 3, 7, 9, 29, 44. Wesentliche Bestandteile dieser Konzepte sind die Operation, sowie die postoperative Strahlen- und/oder Chemotherapie. Durch die Einführung dieser Therapiekonzepte hat sich die 5-Jahres-Überlebensrate beim Ewing-Sarkom von nur knapp 10% 12, 32, 46 auf 60% 12, 32, 38 und beim Osteosarkom von 20% auf über 85% 4, 5, 20, 25, 42, 46 verbessert. Die Prognose der Rezidivfreiheit stieg beim Ewing-Sarkom auf 80% 32. Beim Osteosarkom stiegen die rezidivfreien Überlebensraten ebenfalls auf 60-80% Erfassung der Funktionalität Für die Erfassung der Funktionalität existieren standardisierte Tests und Methoden. Diese Erlauben eine zuverlässige Vergleichbarkeit und Objektivierung postoperativer Ergebnisse [40]. Der Enneking-Score umfasst die Kriterien Schmerz, Funktion, emotionale Akzeptanz, Gehhilfen, Gehstrecke und Gangbild, welche mit fünf bis null Punkten belegt werden, wobei fünf das beste und null das schlechteste Ergebnis darstellt [17, 18]. 6

12 Einleitung Kriterien und Bewertungsmaßstäbe: Schmerz 5 keine keine Einnahme von Analgetika 4 3 wenig gelegentlich peripher wirksame Analgetika 2 1 mäßig zeitweilig zentral wirksames Analgetikum 0 stark ständig zentral wirksame Analgetika Funktion 5 frei keine Einschränkung 4 3 wenig eingeschränkt Einschränkung im Freizeitbereich 2 1 mäßig eingeschränkt Einschränkung der Arbeitsfähigkeit 0 stark eingeschränkt Arbeitsunfähigkeit, Invalidität Akzeptanz 5 begeistert Pat. würde Verfahren anderen empfehlen 4 3 zufrieden Pat. würde sich erneut dazu entschließen 2 1 akzeptiert Pat. würde sich zögernd dazu entschließen 0 unzufrieden Pat. steht dem Verfahren ablehnend gegenüber Hilfen 5 keine keine Hilfen 4 3 Orthese Versorgung mit Orthese, gelegentlich Gehstütze 2 1 Stock / Stütze Versorgung mit Gehstütze oder Stock 0 2 Stöcke / Rollstuhl auf 2 Gehstützen oder Rollstuhl angewiesen Gehstrecke 5 frei Gehstrecke wie präoperativ 4 3 limitiert Gehstrecke deutlich eingeschränkt 2 1 kurz kann die Wohnung nicht verlassen 0 keine Gehen nur mit Hilfe, an Rollstuhl gebunden 7

13 Einleitung Gangbild 5 unauffällig 4 3 wenig verändert kosmetisches Problem 2 1 stark verändert mäßig funktionelle Einschränkung 0 stark behindert großes funktionelles Defizit Die Neutral-Null-Methode erlaubt die objektive Bestimmung des passiven und aktiven Bewegungsausmaßes im Hüft- und Kniegelenk, welches mit dem Goniometer gemessen wird. Der Bewegungsumfang des Hüftgelenkes umfasst die Ab- / Adduktion, Flexion / Extension sowie die Innen- / Außenrotation. Der Bewegungsumfang des Kniegelenkes umfasst die Extension / Flexion. Die normalen Bewegungsumfänge im gesunden Hüft- und Kniegelenk umfassen: 8

14 Einleitung Abb. 3: Flexion/ Extension 120 bis Abb. 4: Abduktion/Adduktion 30 bis bis 30 9

15 Einleitung Abb. 5: Innenrotation/Außenrotation 30 bis bis 50 ( Abb. 3-5 gez. Harald Joachim, Frankfurt a. Main, Hypothese der Arbeit Mit dieser retrospektiven Arbeit soll die folgende Hypothese bestätigt werden: Durch den prothetischen Ersatz kann nach einer Tumorresektion im Bereich der unteren Extremität, sowohl unter onkologischen wie auch funktionellen Kriterien, ein gutes Langzeitergebnis erreicht werden. 10

16 Material und Methode 2. MATERIAL UND METHODE 2.1 Patienten In den Jahren zwischen wurden in der Abteilung Unfallchirurgie und Traumatologie der Universitätsklinik Ulm 68 Patienten mit einer MUT- RAS -Prothese Modulares Tumor und Revisionssystem Firma Implantcast, Buxtehude, operativ versorgt. Es handelt sich dabei um den proximalen und distalen Femurersatz sowie den proximalen Tibia- und totalen Femurersatz. Von den 68 Patienten mussten sieben ( n 7 ) aus der Studie ausgeschlossen werden, da diese nicht an der Universitätsklinik Ulm nachuntersucht wurden. Somit standen 61 Patienten für die Studie zur Verfügung. Für diese retrospektive Studie wurde bei der Ethikkommission der Universität Ulm ein Ethikantrag gestellt und unter der Nummer 53/12 genehmigt. Modulare Tumorprothesen sind aktuell gebräuchliche Prothesentypen mit einem in der Länge variierbaren, intramedullär verankerten Schaft und einer Gelenkkomponente (siehe Abb. 2a und 2b). Die Modularität erlaubt im Gegensatz zu so genannten Monoblock -Prothesen, unter Erhalt der Beinlänge, eine individuelle Anpassung an das Ausmaß der Resektion. 11

17 Material und Methode Abb. 2a: Abb. 2b: (Firma Implantcast, Buxtehude, Deutschland) A.1 Proximaler Femurersatz B.1 Totaler Kniegelenksersatz A.2 Distaler Femurersatz B.2 Proximaler Tibiaersatz A.3 Knie Rekonstruktions-Implantat C.1 Diaphysenimplantat A.4 Totaler Femurersatz C.2 Arthrodese-Implantat A.5 Intramedullärer Femurersatz C.3 Anbindungsschlauch Je nach Ursache für den notwendigen operativen Eingriff wurden die Patienten davor gemäß dem COSS-Protokoll mit einer Chemo- und / oder Radiotherapie behandelt. Im Anschluss an die Operation wurden die Patienten in regelmäßigen Abständen von 3, 6, 12 Monaten, anschließend jährlich in der hiesigen Spezialambulanz (Tumorsprechstunde) nachuntersucht. Der Zeitraum für die Nachuntersuchung (follow-up) erstreckte sich somit von 1998 bis 2008 über 120 Monate, wobei die durchschnittliche Nachuntersuchungsspanne bei 42 Monaten lag. Im Mittelpunkt der postoperativen Kontrolle standen die Prüfung der Funktionalität, das klinische Erscheinungsbild, die bildgebende Kontrolle sowie das subjektive Befinden des Patienten. 12

18 Material und Methode 2.2 Befragung In der regelmäßigen Nachuntersuchung wurden die Patienten befragt nach: subjektivem Befinden Schmerzen (in Ruhe, bewegungsabhängiger Schmerz, Druckschmerz, Lokalisation) Schmerzmedikation (NSAD / Opioide) Alltagstauglichkeit Das subjektive Befinden des Patienten wurde anamnestisch erhoben. Hierzu wurde er zu Schmerzen, Einschränkungen im Alltag, Gehfähigkeit und Belastbarkeit des betroffenen Beines befragt. Alle auf diese Weise erhobenen Daten wurden in ein einheitliches Untersuchungsprotokoll handschriftlich eingetragen bzw. im SAP-Patientenorganizer digital dokumentiert. Durch den unterschiedlichen Ausbildungsstand und die klinische Erfahrung kann es bei der Datenerhebung während den Nachuntersuchungen zu Abweichungen der Ergebnisse gekommen sein. 2.3 Klinische Untersuchung Funktion der unteren Extremität Die Funktion und das klinische Erscheinungsbild wurden anhand des Enneking-Score sowie der Neutral-Null-Methode erfasst Statistische Methode Die zusammenfassende Darstellung des aktiven und passiven Bewegungsumfanges erfolgt in Form eines Box & Whiskers Diagramm. Für die Darstellung des Überlebenszeitraumes in Abhängigkeit der Tumorentität und der 13

19 Material und Methode komplikationsfreien Zeit in Abhängigkeit der Prothesenlokalisation wurde eine Kaplan-Meier Kurve gewählt. Die Anzahl der Komplikationen, der Patienten mit Metastasen und der Tumorentitäten werden in einfachen Tabellen dargestellt. Diese Art der rein deskriptiven Darstellung wurde deshalb gewählt, weil es sich bei den Daten um ein nicht normal verteiltes Kollektiv handelt. 2.4 Bildgebende Kontrolle Es wurde einheitlich zu jeder Nachuntersuchung ein Röntgenbild der betroffenen Extremität angefertigt. In einigen Fällen nahm man zusätzlich eine Ultraschall-, MRT- oder CT-Kontrolle hinzu. Zum Ausschluss von Metastasen der Lunge wurde in regelmäßigen Abständen ein Röntgen und CT des Thorax angefertigt. 14

20 Ergebnisse 3. Ergebnisse Im Rahmen dieser retrospektiven Studie wurden die Akten von 61 Patienten (32 männlich und 29 weiblich) ausgewertet. Alle 61 Patienten erhielten eine operative Versorgung mit der MUTRAS -Prothese Modulares Tumor und Revisionssystem auf Grund von primären Knochentumoren oder Knochenmetastasen ausgehend von Tumoren anderer Lokalisation. Die Patienten waren zum Zeitpunkt der Operation im Mittel 48,5 Jahre alt (12 84 Jahre). Die Nachuntersuchungsspanne erstreckte sich von über 10 Jahre. Sie umfasste im Mittel 42 Monate(3-120 Monate). Der prothetische Ersatz verteilte sich in der Studiengruppe auf folgende anatomische Lokalisationen: proximaler Femurersatz (21 Patienten), distaler Femurersatz (31 Patienten), totaler Kniegelenksersatz (4 Patienten) und proximaler Tibiaersatz (5 Patienten). Diese 4 Gruppen werden im Folgenden getrennt vorgestellt. 15

21 Ergebnisse 3.1 Proximaler Femurersatz In diese Gruppe wurden 21 Patienten (34,4 % aller Patienten), davon 7 männlich und 14 weiblich, eingeschlossen. Abb. 6a: Prothese proximales Femur (Klinik für Radiologie, Universitätsklinik Ulm) Abb. 6b: Prothese proximales Femur Tumorentitäten Primär maligne Tumoren wurden bei acht Patienten diagnostiziert, davon sechs Chondrosarkome, ein Ewing-Sarkom, ein Plasmozytom. Bei zwei Patienten wurde ein B-Zell-Lymphom festgestellt. Insgesamt neun Patienten stellten sich mit einer Metastase eines Tumors extraossärer Lokalisation vor. Vier davon mit Metastasen eines Mammakarzinom, drei mit Metastasen eines Hypernephrom und jeweils einer mit der Metastase eines Leiomyosarkom und Hodenkarzinom. In zwei Fällen musste die Operation auf Grund von Versagen anderer Prothesentypen vorgenommen werden. 16

22 Ergebnisse Tabelle 2: Tumorentitäten bei proximalem Femurersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) Chondrosarkom 6 Ewing-Sarkom 1 Plasmozytom 1 Metastasen Leiomyosarkom 1 Metastasen Hypernephrom 3 Metastasen Hoden-Ca. 1 Metastasen Mamma-Ca. 4 B-Zell-Lymphom 2 Versagen anderer Prothesen 2 Summe Funktionalität Die postoperative Funktionalität wurde mittels der Neutral-Null-Methode und dem Enneking-Score überprüft. Beim Messen des Bewegungsumfangs mittels Neutral-Null-Methode zeigten sich folgende Ergebnisse: 17

23 Ergebnisse Box-Whisker Diagramm Bewegungsausmaß in Abhängigkeit zur Zeit W i n k e l g a r d ,25 Quartil Minimum Maximum 0,75 Quartil Median Monate 6 Monate 12 Monate 24 Monate 36 Monate 48 Monate Zeitraum Abb. 7: Flexion im Hüftgelenk bei proximalem Femurersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) Im Enneking-Score, ein Maß für die Alltagstauglichkeit, erreichte die Gruppe mit proximalem Femurersatz einen durchschnittlichen Punktwert von 20 Punkten, was 66,6 % der maximal erreichbaren Punktzahl entspricht. Es traten Punktwerte zwischen 8-29 auf Komplikationen Bei sechs Patienten (28,5 %) traten Komplikationen auf. Dabei handelte es sich bei zwei Patienten (9,5%) um eine knöcherne Prothesenlockerung, bei zwei Patienten (9,5%) um rezidivierende Luxationen und bei zwei Patienten (9,5%) um einen Infekt nach Implantation. Ein Lagerverschleiß oder eine Abnutzung des Gelenkteils der Prothese war bei keinem Patienten zu sehen. (Abb.15) 18

24 Ergebnisse Tabelle 3: Komplikationen bei proximalem Femurersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) knöcherne Prothesenlockerung 2 Infekt 2 Lagerwechsel 0 rezidivierende Luxationen 2 Von den 21 implantierten Prothesen wurden 16 (76,2 %) mittels Zement im Schaft fixiert und 5 (23,8 %) ohne Zementverfestigung eingebracht. 3.2 Distaler Femurersatz In diese Gruppe wurden 31 Patienten (50,8 % aller Patienten), davon 20 männlich und 11 weiblich, eingeschlossen. Abb. 8: Prothese distaler Femurersatz (Klinik für Radiologie, Universitätsklinik Ulm) 19

25 Ergebnisse Tumorentitäten Primär maligne Tumoren wurden bei 19 Patienten diagnostiziert, davon zwölf Osteosarkome, zwei Chondrosarkome, ein Fibrosarkom, ein Leiomyosarkom, ein Lymphom, ein Liposarkom und ein nicht klassifizierbares Sarkom. Bei drei Patienten wurde ein Osteoklastom festgestellt. Ein Patient stellte sich mit einem Hämangioendotheliom und ein weiterer mit einer fibrösen Dysplasie vor. Insgesamt fünf Patienten stellten sich mit einer Metastase eines Tumors extraossärer Lokalisation vor. Drei davon mit Metastasen eines Hypernephroms, einer mit Metastasen eines malignen Melanoms und einer mit einer Metastase eines Rektumkarzinoms. In zwei Fällen musste die Operation auf Grund von einer periprothetischen Fraktur bei Einliegen anderer Prothesentypen vorgenommen werden. 20

26 Ergebnisse Tabelle 4: Tumorentitäten bei distalem Femurersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) Osteosarkom 12 Fibrosarkom 1 Chondrosarkom 2 Leiomyosarkom 1 Osteoklastom 3 Liposarkom 1 nicht klassifizierbares Sarkom 1 Lymphom 1 Metastasen Hypernephrom 3 Metastasen Rektumkarzinom 1 Metastasen Malignes Melanom 1 Hämangioendotheliom 1 fibröse Dysplasie 1 Periprothetische Fraktur 2 Summe Funktionalität Die postoperative Funktionalität wurde mittels der Neutral-Null-Methode und dem Enneking-Score überprüft. 21

27 Ergebnisse Beim Messen des Bewegungsumfangs mittels Neutral-Null-Methode zeigten sich folgende Ergebnisse: 160 Box-Whisker Diagramm Bewegungsausmaß in Abhängigkeit zur Zeit 140 W i n k e l g r a d ,25 Quartil Minimum Maximum 0,75 Quartil Median Monate 6 Monate 12 Monate 24 Monate 36 Monate 48 Monate Zeitraum Abb. 9: Flexion im Kniegelenk bei distalem Femurersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) Im Enneking-Score, ein Maß für die Alltagstauglichkeit, erreichte die Gruppe mit distalem Femurersatz einen durchschnittlichen Punktwert von 25 Punkten, was 84,7 % der maximal erreichbaren Punktzahl entspricht. Es traten Punktwerte zwischen auf. 22

28 Ergebnisse Komplikationen Bei zehn Patienten (32,2 %) traten Komplikationen auf. Dabei handelte es sich bei drei Patienten (9,6%) um eine knöcherne Prothesenlockerung, bei drei Patienten (9,6%) um einen Lager- bzw. Inlaywechsel und bei vier Patienten (12,9%) um einen Infekt nach Implantation. Rezidivierende Luxationen einer Prothese waren bei keinem Patienten zu sehen. (Abb.15) Tabelle 5: Komplikationen bei distalem Femurersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) knöcherne Prothesenlockerung 3 Infekt 4 Lagerwechsel 3 rezidivierende Luxationen 0 Von den 31 implantierten Prothesen wurden 9 (29,0 %) mittels Zement im Schaft fixiert und 22 (71,0 %) ohne Zementverfestigung eingebracht. 23

29 Ergebnisse 3.3 Totaler Femurersatz In diese Gruppe wurden 4 Patienten (6,6% aller Patienten), davon 3 männlich und 1 weiblich, eingeschlossen. Abb. 10a: Prothese totaler Femurersatz (Klinik für Radiologie, Universitätsklinik Ulm) Abb. 10b: Prothese totaler Femurersatz Tumorentitäten Bei allen 4 Patienten wurden primär maligne Tumoren diagnostiziert. Es handelte sich hier um ein Chondrosarkom und drei Osteosarkome. Tabelle 6: Tumorentitäten bei totalem Femurersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) Chondrosarkom 1 Osteosarkom 3 Summe 4 24

30 Ergebnisse Funktionalität Die postoperative Funktionalität wurde mittels der Neutral-Null-Methode und dem Enneking-Score überprüft. Beim Messen des Bewegungsumfangs mittels Neutral-Null-Methode zeigten sich folgende Ergebnisse: 140 Box-Whisker Diagramm Bewegungsausmaß in Abhängkeit zur Zeit 120 W i n k e l g r a d ,25 Quartil Minimum Maximum 0,75 Quartil Median Monate 6 Monate 12 Monate 24 Monate 36 Monate 48 Monate Zeitraum Abb. 11: Flexion im Hüftgelenk bei totalem Femurersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) Im Enneking-Score, ein Maß für die Alltagstauglichkeit, erreichte die Gruppe mit totalem Femurersatz einen durchschnittlichen Punktwert von 23 Punkten, was 76,6 % der maximal erreichbaren Punktzahl entspricht. Es traten Punktwerte zwischen auf. 25

31 Ergebnisse Komplikationen Bei zwei Patienten (50,0 %) traten Komplikationen auf. Dabei handelte es sich bei einem Patient (25%) um einen Lager- bzw. Inlaywechsel und bei einem Patient (25%) um einen Prothesenwechsel auf Grund einer knöchernen Prothesenlockerung. Eine Infektion oder rezidivierende Luxationen waren bei keinem Patienten zu sehen. (Abb.15) Tabelle 7: Komplikationen bei totalem Femurersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) knöcherne Prothesenlockerung 1 Infekt 0 Lagerwechsel 1 rezidivierende Luxationen 0 Von den 4 implantierten Prothesen wurden 1 (25,0 %) mittels Zement im Schaft fixiert und 3 (75,0 %) ohne Zementverfestigung eingebracht. 26

32 Ergebnisse 3.4 Proximaler Tibiaersatz In diese Gruppe wurden 5 Patienten (8,2% aller Patienten), davon 3 männlich und 2 weiblich, eingeschlossen. Abb. 12a: Proximaler Tibiaersatz (Klinik für Radiologie, Universitätsklinik Ulm) Abb. 12b: Proximaler Tibiaersatz Tumorentitäten Bei allen fünf Patienten wurden primär maligne Tumoren diagnostiziert. Es handelt sich hier um ein malignes fibröses Histiozytom und vier Osteosarkome. Tabelle 8: Tumorentitäten bei proximalem Tibiaersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) Malignes fibröses Histiozytom 1 Osteosarkom 4 Summe 5 27

33 Ergebnisse Funktionalität Die postoperative Funktionalität wurde mittels der Neutral-Null-Methode und dem Enneking-Score überprüft. Beim Messen des Bewegungsumfangs mittels Neutral-Null-Methode zeigten sich folgende Ergebnisse: 120 Box-Whisker Diagramm Bewegungsausmaß in Abhängigkeit zur Zeit 100 W i n k e l g r a d ,25 Quartil Minimum Maximum 0,75 Quartil Median Monate 6 Monate 12 Monate 24 Monate 36 Monate 48 Monate Zeitraum Abb. 13: Flexion im Kniegelenk bei proximalem Tibiaersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) Im Enneking-Score, ein Maß für die Alltagstauglichkeit, erreichte die Gruppe mit proximalem Tibiaersatz einen durchschnittlichen Punktwert von 24 Punkten, was 80 % der maximal erreichbaren Punktzahl entspricht. Es traten Punktwerte zwischen auf. 28

34 Ergebnisse Komplikationen Bei zwei Patienten (40 %) traten Komplikationen auf. Dabei handelte es sich bei einem Patient (20%) um einen Lager- bzw. Inlaywechsel. Bei dem anderen Patient (20%) lag ein Infekt nach Implantation vor. Rezidivierende Luxationen einer Prothese oder knöcherne Prothesenlockerung traten in dieser Gruppe nicht auf. (Abb.15) Tabelle 9: Komplikationen bei proximalem Tibiaersatz (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) knöcherne Prothesenlockerung 0 Infekt 1 Lagerwechsel 1 rezidivierende Luxationen 0 Alle 5 Prothesen (100%) dieser Art wurden ohne Zementverfestigung in den Knochen eingebracht. Wie vorangehend schon erwähnt, trat bei keinem Patient eine knöcherne Prothesenlockerung auf. 3.5 Überlebensrate Die 5 Jahres Überlebensrate konnte für 46 Patienten bestimmt werden, da nur diese Patienten länger als 5 Jahre in der in der Tumorsprechstunde nachuntersucht wurden. Die restlichen 15 Patienten waren erst seit 4 oder weniger Jahren in der ambulanten Nachsorge erschienen. Die 5 Jahres Überlebensrate nach der Implantation beträgt 64,3%. Hierbei gibt es Unterschiede zwischen den Tumorentitäten. Bei ossären Metastasen nicht primärer Knochentumoren lag die 5 Jahres Überlebensrate bei 47%. Bei 29

35 Ergebnisse den primären Knochentumoren wie das Osteosarkom und Chondrosarkom lagen die 5 Jahres Überlebensraten bei 63% und 83%. (Abb. 14) 100 P r o z e n t Metastasen Chondrosarkom Osteosarkom Monate Abb. 14: Überlebenszeit in Abhängigkeit der Tumorentität (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) P r o z e n t Proximaler Femur distaler Femur totaler Femurerastz proximale Tibia Monate Abb. 15: Komplikationsfreies Intervall in Abhängigkeit der Prothesenlokalisation (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) 30

36 Ergebnisse 3.6 Metastasierung primärer Knochentumoren Die hier aufgeführten Zahlen beziehen sich auf die Metastasierung primärer Knochentumoren der betroffenen Patienten aus dem Kollektiv nach operativer Versorgung. Es handelt sich um neu aufgetretene oder vor der Operation im Rahmen des Tumorstaging nicht manifeste Metastasen. Bei insgesamt neun Chondrosarkomen traten in sechs (67%) Fällen eine Metastasierung auf. Es handelt sich dabei um vier (67%) Lungenmetastasen, eine (16%) lokale Weichteilmetastase und eine (16%) Knochenmetastase. Im Verlauf starben 2 Patienten (22%) an ihrem Tumorleiden mit einer durchschnittlichen Überlebenszeit von 33 Monaten (3-66 Monate). Bei insgesamt neunzehn Osteosarkomen traten in dreizehn (68%) Fällen eine Metastasierung auf. Es handelt sich dabei um sechs (46 %) Lungenmetastasen, zwei (15%) ZNS- Metastasen, zwei (15%) Knochenmetastasen, zwei (15%) lokale Weichteilmetastasen und eine (8%) viszerale Metastase. Im Verlauf starben 6 Patienten (31%) an ihrem Tumorleiden mit einer durchschnittlichen Überlebenszeit von 26 Monaten (12-48 Monate). Bei dem einzigen Patienten in der Studie mit einem Ewing-Sarkom kam es zu keiner Metastasierung. Im Patientenkollektiv wurde präoperativ jeweils bei einem Patient ein Leiomyosarkom und ein Fibrosarkom diagnostiziert. Bei beiden Patienten zeigten sich im Verlauf der Nachsorge Lungenmetastasen. 31

37 Ergebnisse Tabelle 10: Anzahl und Ort der Metastasierung primärer Knochentumore (Patienten der Universitätsklinik Ulm, ) Chondrosarkom Osteosarkom Ewingsarkom Leiomyosarkom Fibrosarkom n=9 n=19 n=1 n=1 n=1 Lungenmetastasen Knochenmetastasen ZNS- Metastasen Weichteilmetastasen Viscerale Metastase Summe

38 Diskussion 4. Diskussion Mit dieser retrospektiven Arbeit konnte die folgende Hypothese bestätigt werden: Durch den prothetischen Ersatz kann nach einer Tumorresektion im Bereich der unteren Extremität, sowohl unter onkologischen wie auch funktionellen Kriterien, ein gutes Langzeitergebnis erreicht werden. Bei den funktionellen Ergebnissen und den Langzeitproblemen kommt es in Abhängigkeit der Prothesenlokalisation zu Unterschieden. Auch bei den onkologischen Spätergebnissen finden sich Unterschiede in Abhängigkeit der Tumorentität. In den vergangenen drei Jahrzehnten wurde die Mehrzahl der Patienten mit einem Knochen- oder Weichteiltumor der unteren Extremität mit einer extremitätenerhaltenden Methode therapiert [25, 42, 48]. Dabei wurden im Laufe der Zeit die Monoblock-Prothesen von modularen Systemen ersetzt [45]. Moderne modulare Prothesen erlauben intraoperativ eine flexible Anpassung an das Resektionsausmaß und gewährleisten somit, trotz eines gewissen Bewegungsverlustes, ein gutes funktionelles Ergebnis [6, 23, 25, 50]. Dies spiegelt sich auch in den Ergebnissen unsere Studie wieder. Die aktive Beweglichkeit bleibt jedoch bei allen Prothesenlokalisationen eingeschränkt. Nach 36 Monaten ist im Median ein Beugeverlust in Knie- oder Hüftgelenk von 20 (0-80 ) festzustellen. Der Streckverlust im Knie bei Prothesen mit Kniegelenksbeteiligung liegt bei 4 (0-30 ) im Mittel nach 36 Monaten. Bei Gosheger et al. wird der Streckverlust mit 5 (0-20 ) angegeben [25]. Die Patienten mit einem proximalen Femurersatz erreichen gemäß den Enneking-Score im Durchschnitt 20 Punkte (67%, 8-29), mit einem distalen Femurersatz im Durchschnitt 25 Punkte (84,7%, 16-30), bei einem totalen Femurersatz erreichten die Patienten im Durchschnitt 23 Punkte (76,6%, 15-30) und mit einem proximalen Tibiaersatz im Durchschnitt 24 Punkte (80%, 23-26). Vergleicht man die Ergebnisse unserer Studie mit dem der Studien von Gos- 33

39 Diskussion heger et al. [25], so konnte bei allen vier Prothesenarten ein sehr zufriedenstellendes Ergebnis erreicht werden. Besonders durch die Verwendung eines Trevira -Anbindungsschlauch und der evtl. Verstärkung durch einen Gastrognemius-Muskellappen kann z. Bsp. beim proximalen Tibiaersatz ein besseres funktionelles Ergebnis (Enneking-Score 80%) erreicht werden als in der Literatur beschrieben [25, 34, 36, 37]. Vergleicht man die unterschiedlichen Prothesenarten untereinander, so erreichen der distale Femurersatz und der proximale Tibiaersatz sowohl in unserer Studie als auch in der Studie von Gosheger et al. [25] einen deutlich besseren Punktwert als der proximale und totale Femurersatz. Ein möglicher Grund hierfür ist die Art des betroffenen Gelenkes. Bei einem distalen Femur- und proximalen Tibiaersatz wird das Kniegelenk teilweise ersetzt, was scheinbar besser vom Patient toleriert wird, als ein Hüftoder kombinierter Hüft-Kniegelenksersatz bei dem proximalen und totalen Femurersatz. 5 Jahre nach der Operation zeigen 66,5% aller Patienten einen komplikationslosen Verlauf ohne Revisionsoperation. Ohne die Patienten mit einem totalen Femurersatz, welche mit 4 Fällen nur 6,5% und mit einem proximalen Tibiaersatz, welche mit 5 Fällen nur 8,2% des gesamten Patientenkollektivs ausmachen, ergibt sich bei 68% der Patienten ein komplikationsfreier 5-Jahres Verlauf. Vergleichbare Werte mit 68,5% finden sich in der Arbeit von Gosheger et al. [25]. In unserer Arbeit schneiden die Patienten mit einem proximalen Tibiaersatz im 5-Jahres Verlauf am Besten ab. 80% der Behandelten sind nach 5 Jahren ohne Komplikation oder Revisionseingriff. Von den Patienten mit einem proximalen Femurersatz sind 69%, mit einem distalen Femurersatz 67% und mit einem totalen Femurersatz 50% nach 5 Jahren komplikationsfrei oder ohne Revisionseingriff. Bei Gosheger et al. [25] weisen die Patienten mit einem 34

40 Diskussion proximalen Femurersatz die geringste Komplikationsrate (78,7% der Patienten nach 5 Jahren ohne Komplikation oder Revisionsoperation) auf. In dieser Studie [25] sind 65,7% der Patienten mit einem distalen Femurersatz und 61.7% der Patienten mit einem proximalen Tibiaersatz nach 5 Jahren komplikationsfrei oder ohne Revisionseingriff. Trotz ständiger Fortschritte in der endoprothetischen Tumorchirurgie ist die Zahl der Komplikationen immer noch recht hoch [16, 48, 52]. Die häufigsten Komplikationen sind knöcherne Prothesenlockerungen, Infektionen, Lagerverschleiß und Luxationen [35, 41, 42, 43, 51]. Insgesamt traten bei 20 Patienten (32,8%) Komplikationen auf. Vergleichbare Studien von Gosheger et al. [25] zeigen ähnliche Komplikationsraten. Die häufigste Komplikation war die Infektion bei 7 Patienten (11,5%), gefolgt von der knöchernen Prothesenlockerung bei 6 Patienten (9,6%). Bei 5 Patienten (8,2%) musste das Inlay bzw. das Lauflager gewechselt werden und 2 Patienten (3,2%) hatten eine Dislokation. Infektionen und knöcherne Prothesenlockerungen stellen die Hauptprobleme beim prothetischem Ersatz langer Röhrenknochen dar [25, 41]. Die auch in unserer Studie verwendeten MUTRAS-Prothesen wurden 1997 mit hexagonalen Schäften und einer Hydroxylapatit-Beschichtung ausgestattet, um die Zahl der knöchernen Prothesenlockerungen zu reduzieren [25]. In einer Studie von Gosheger et al. wurde eine reduzierte Anzahl der Lockerung (7,7%) bei Verwendung der hexagonalen Schäfte und HA- Beschichtung berichtet [27]. Dieser Vorteil der hexagonalen Prothesenschäfte konnte in unsere Studie mit einer Anzahl der Lockerung von 9,6% (in der Literatur beschriebene Häufigkeit 8,4%-11%) nicht eindeutig belegt werden [37, 41]. Infektionen sind die schwersten Komplikationen in der extremitäterhaltenden Tumorchirurgie [14, 15, 35, 43, 49]. Die Infektionsraten liegen zwischen 1% und 36%, mit einer geringeren Rate an der oberen Extremität und einer höheren Rate an der unteren Extremität, speziell für den proximalen Tibiaersatz [28, 35, 37, 42]. Obwohl in unserer 35

41 Diskussion Studie die Infektionen die häufigsten Komplikationen darstellen, wurde im Vergleich mit anderen Studien ein sehr gutes Ergebnis erreicht. Gründe hierfür liegen zum einen in der Verwendung einer Gastrognemius- Lappen Plastik zur Deckung der Prothesen und zum anderen in der Verwendung einer antimikrobiellen Silberbeschichtung der Prothesen [15, 25, 26, 28]. Beim onkologischen Spätergebnis muss zwischen den primären Knochentumoren und den ossären Metastasen eines nicht primär knöchernen Tumors unterschieden werden. Bei den 31 Patienten mit einem primären Knochentumor wurde in 21 Fällen (67,7%) das Auftreten von Metastasen festgestellt. Dank dem multimodalen Therapiekonzept hat sich die Prognose für maligne Knochentumoren deutlich verbessert [42, 47, 54]. Das rezidivfreie Überleben bei Patienten mit einem Osteosarkom ist auf 60-80% angestiegen[38, 46]. Bei Patienten mit einem Ewing-Sarkom stieg die Rezidivfreiheit sogar auf über 80% [32]. Die 5-Jahres Überlebensrate verbesserte sich von 10% auf 60% [32, 46]. Auch in unserer Studie bestätigte sich, trotz der hohen Patientenzahl mit Metastasen, der Erfolg dieses Therapiekonzeptes (5-Jahres Überlebenszeit von 63% beim Osteosarkom und 83% beim Chondrosarkom). Bei den ossären Metastasen der nicht primär malignen Knochentumoren war die 5-Jahres Überlebenszeit mit 47% deutlich geringer. Ossäre Metastasen eines extraskelettalen, malignen Tumors bedeuten oft schon ein fortgeschrittenes Tumorstadium und somit eine schlechtere Überlebensprognose[3, 4, 20, 42]. Die primär malignen Knochentumoren metastasieren am häufigsten in die Lunge [3]. 31 der von uns untersuchten Patienten hatten einen primär malignen Knochentumor. Insgesamt kam es bei 21 (67,7%) Patienten zu einer Metastasierung. Lungenmetastasen traten in 12 Fällen auf, was 57,1% aller Metastasen entspricht. Die restlichen Lokalisationen verteilten sich auf Knochen, ZNS und angrenzende Weichteile. 36

42 Diskussion Insgesamt haben das Chondro- und Osteosarkom mit 64,9% eine hohe Metastasierungsrate (siehe Tab. 10 und Abb. 14). Trotz dieser hohen Metastasierungsraten konnte eine gute 5-Jahres Überlebenszeit erreicht werden, was für den Erfolg des Konzeptes aus kombinierter Chemo-, Radio- und chirurgischer Therapie spricht. 37

43 Zusammenfassung 5. Zusammenfassung In den vergangen 30 Jahren gab es große Fortschritte in der orthopädischen Tumorchirurgie. Zum einen haben sich extremitätenerhaltende Verfahren als Standard durchgesetzt und zum anderen konnte die 5-Jahres Überlebensrate deutlich verbessert werden. Bei allen Erfolgen stellen diese Verfahren dennoch eine große Herausforderung für den Operateur und den Patienten dar. In dieser Studie wurden die vorhandenen Aktenaufzeichnungen der 61 Patienten ausgewertet, die am Universitätsklinikum Ulm zwischen 1998 und 2008 mit einer modularen Tumorendoprothese operativ versorgt und im Rahmen der regelmäßigen Kontrolle in der Tumorambulanz funktionell und klinisch nachuntersucht wurden. Im Rahmen der Nachuntersuchungen wurden die Patienten zum subjektiven Befinden, den Schmerzen, der Schmerzmedikation und der Funktion des betroffenen Beines befragt. Um die Funktion des Beines zu testen, wurden die aktiven und passiven Bewegungsumfänge mit einem Goniometer gemessen und mittels Neutral-Null Methode schriftlich festgehalten. Objektiviert werden diese Daten durch den Enneking-Score. Trotz eines Beuge- und Streckverlustes werden gute funktionelle Ergebnisse erreicht. Die onkologische Nachuntersuchung zeigte bei den 31 Patienten mit einem primären malignen Knochentumor eine Metastasierung in 21 Fällen (67,7%). Trotz der hohen Metastasierungszahl konnte eine zufriedenstellende 5-Jahres Überlebensrate erreicht werden. Bei den ossären Metastasen der nicht primär malignen Knochentumoren war die 5-Jahres Überlebenszeit mit 47% deutlich geringer. Zu Komplikationen kam es bei insgesamt 20 (32,8%) Patienten. Hier standen Infektionen, knöcherne Prothesenlockerung und Lagerverschleiß im Vordergrund. Trotz gezielter Krankengymnastik postoperativ, ständig verbesserter Prothesen und Operationstechniken, erleiden die Patienten eine große Einschränkung in ihrer Mobilität und Koordination. 38

44 Zusammenfassung Vor dem Hintergrund des schweren Krankheitsbildes ist der Erhalt des gesunden Fußes und letztlich auch des Beines im Gesamten dennoch für den Patienten von großem funktionellem Wert und gewährleistet in der Regel seine Selbstständigkeit. 39

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