Prinzipien der Frakturheilung und Frakturbehandlung

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1 D E U T S C H E A K A D E M I E F Ü R C H I R U R G I E BASIS-CHIRURGIE München 2010 Prinzipien der Frakturheilung und Frakturbehandlung W. Mutschler

2 Trauma in Deutschland Unfälle / Jahr stationäre Behandlung ~ 8,5 Mio Patienten ~1,6 Mio Patienten Diagnosen: Schädel-Hirn-Verletzung 30,8% Körperstammverletzungen 6,9% Brüche obere Gliedmaße 13,8 % Brüche untere Gliedmaße 31,1% Gelenkverletzungen 12,2% sonstige 5,0% (ICD 1995)

3 Epidemiologie der Frakturen Court-Brown, Caesar Injury 37: 691 (2006) Edinburgh 2000 osteoporoseassoziiert: 66,3 % 30,1 %

4 Fraktur-Definition Zusammenhangstrennung des Knochens durch direkte oder indirekte Gewalteinwirkung, die die Elastizitätsgrenze des Knochens überschreitet. Eine Fraktur ist immer mit einem Weichteilschaden verbunden.

5 Fraktur-Ausprägung abhängig von externen + Art, Wucht und Richtung der einwirkenden Gewalt internen Knochenqualität Faktoren.

6 AO-Klassifikation der Frakturen A A B B C C

7 Weichteilschaden bei geschlossenen Frakturen Grad 1: oberflächliche Schürfungen, Hautkontusionen Grad 2: tiefe kontaminierte Schürfungen, Haut- und Muskelkontusionen Grad 3: ausgedehnte Hautkontusionen, Quetschungen mit subkutanem Décollement (Ablederung), Muskelquetschungen, manifestes Kompartment-Syndrom, Gefäßverletzung

8 Klassifikation der offenen Frakturen nach Gustilo u. Anderson (1993) Grad I: Hautläsion < 1 cm oder weniger, nicht verschmutzt; Durchspießung von innen, minimale Muskelkontusion Grad II: Hautläsion > 1 cm, ausgedehnter Weichteilschaden geringe bis mäßige Muskelquetschung; Grad III: ausgedehnter Weichteilschaden unter Einbeziehung von Haut, Muskulatur und neurovaskulären Strukturen Grad IV: Amputation

9 Fraktur-Diagnostik Anamnese Klinische Untersuchung Bildgebende Verfahren Doppler-Sono Rö CT MRT Alle Befunde mit Zeitangabe dokumentieren

10 Therapie-Ziel Wiederherstellung der Funktion durch sichere Knochenbruchheilung in korrekter Stellung Therapie der Weichteilverletzungen Nerven, Gefäße, Weichteildefekte, Gelenkkomponenten

11 Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen 5 Phasen 4 Räume lokal + systemisch gesteuert, über Zellen und Proteine vermittelt Fraktur Stunden Tage Kallusinduktion zellulärer Kallus Markraum Weichteile 6 Wochen mineralis. Kallus Frakturspalt Periost 3 Monate Fraktur fest 1 Jahr t Remodeling

12 Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen Fraktur Stunden Tage 6 Wochen 3 Monate 1 Jahr t Kallusinduktion Revaskularisierung Granulationsgewebe Regeneration Zellmigration Zellproliferation Zelldifferenzierung Thrombozyten TGF13 / PDGF u.a. Monozyten / Makrophagen IL1 / IL6 u.a. MSC BMPs

13 Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen Fraktur Stunden Tage Kallusinduktion zellulärer Kallus desmale Ossifikation 6 Wochen enchondrale Ossifikation 3 Monate 1 Jahr enchondral: indirekte Knochenbildung über knorpelige Anlage desmal: direkte Knochenbildung über MSC/Osteoblasten t

14 Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen Fraktur Stunden Kallusinduktion Tage zellulärer Kallus 6 Wochen mineralis. Kallus 3 Monate 1 Jahr t

15 Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen Stunden Tage 6 Wochen 3 Monate 1 Jahr t Fraktur Kallusinduktion zellulärer Kallus mineralis. Kallus Fraktur fest Remodeling T E I L V O L L B E L A S T U N G

16 Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen Biologische Faktoren Blutversorgung Stunden Tage Fraktur Kallusinduktion zellulärer Kallus Zell-Leistung WEICHTEILDECKUNG INFEKTION 6 Wochen mineralis. Kallus 3 Monate Fraktur fest 1 Jahr t Remodeling

17 Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen Mechanische Faktoren Frakturgeometrie Stunden Fraktur Kallusinduktion Frakturspaltbreite interfragmentäre Bewegung Ausmaß + Richtung Tage 6 Wochen 3 Monate zellulärer Kallus mineralis. Kallus Fraktur fest REPOSITION OSTEOSYNTHESEVERFAHREN PSEUDARTHROSE 1 Jahr t Remodeling Augat et al. Osteoporos Int 16: 36 (2005)

18 Frakturheilung im metaphysären Knochen Direkte Heilung der Spongiosa durch desmale und enchondrale Ossifikation = /geringe Kallusbildung 32 Monate post-op

19 Therapie-Prinzipien Reposition Retention Rehabilitation Gilt für konservative und operative Behandlung

20 Therapie-Prinzipien Akut-Behandlung Verlaufskontrolle/Reaktion Sekundäre Maßnahmen Verlaufskontrolle/Reaktion Behandlung von Folgeerscheinungen/ Komplikationen t Verlaufskontrolle/Reaktion

21 Komplikationen der Frakturbehandlung Funktionseinschränkung Schmerzen Wundheilungsstörung Infektion Knochen, Weichteile, Gelenke Pseudarthrose Fehlstellung Verkürzung Arthrose Instabilität Implantatversagen

22 Parameter zur Auswahl eines Verfahrens Verletzung Lokalisation Pathomechanik Weichteile Frakturtyp Knochenqualität Ziel der Behandlung Patient Alter Risikofaktoren Zusatzverletzungen Compliance Erwartung Chirurg Erfahrung Können Organisation Verfahren verfügbar biomechanische Leistungsfähigkeit biologische Leistungsfähigkeit Aufwand Kosten

23 Eher konservatives Vorgehen keine Begleitverletzungen isolierte Verletzung stabile Fraktur bzw. stabiles Repositionsergebnis nichtdislozierte Fraktur bzw. "akzeptable" Dislokation vergleichbar gute Resultate wie nach Operation Eher operatives Vorgehen Begleitverletzungen (Gefäße, Nerven, Weichteile, u.a. kombinierte Bandinstabilitäten) irreponible Epiphysenverletzungen pathologische Frakturen Polytrauma instabile Fraktur; inadäquate Ruhigstellungsmöglichkeiten irreponible relevante Dislokation (vor allem Gelenkverletzungen) hohe Komplikationsrate/ ungünstige Ergebnisse nach konservativer Behandlung unzumutbar lange Immobilisation bei konservativer Behandlung

24 Konservative Behandlung

25 Konservative Behandlung geschlossene Reposition der Fraktur Zug und Gegenzug, seitlicher Druck, Rotation "peripher wird auf zentral eingestellt" Retention durch äußere Schienung Cave: an der Diaphyse große interfragmentäre Bewegungen möglich Rehabilitation der nicht ruhig gestellten Gelenke

26 Operative Behandlung 1. Osteosynthese Prinzipien Sofort-Stabilität für Beübung Achsengerechte Stellung von Röhrenknochen Wiederherstellung von Gelenkflächen Keine Gefährdung der Durchblutung 2 mechanische Prinzipien: Schienung oder Kompression Implantate K-Drähte, Cerclage Schrauben Platten Marknägel Fixateur externe

27 Operative Behandlung 2. Endoprothese Wenn die Zertrümmerung des Knochens, eine hochgradige Osteoporose, der unfallbedingte Knorpelschaden oder eine vorbestehende Arthrose die Osteosynthese technisch nicht möglich macht oder sie nicht sinnvoll erscheinen lässt

28 Operative Behandlung 3. Weichteileingriffe Gefäßrekonstruktion Weichteileingriffe zur Defektdeckung Nervenrekonstruktion Rekonstruktion nicht ossärer Gelenkstrukturen

29 Welches Osteosyntheseverfahren?

30 nach Höntzsch

31 nach Höntzsch

32

33 Statische interfragmentäre Kompression Prinzip: Biologie: Voraussetzung: Beispiel: Vorteile: Nachteile: Fragmente werden so zusammengepresst, dass keine interfragmentäre Bewegung auftritt direkte Knochenheilung (Osteone) hohe Kompressionskraft ( N), im osteoporotischen Knochen selten gegeben Zugschrauben, Kompressionsplatte keine "störende" Kallusbildung (Bsp.: Vorderarm) längerer Heilungsprozess, stress protection, Refrakturgefahr

34 Dynamische interfragmentäre Kompression Prinzip: Biologie: Voraussetzung: Beispiel: Vorteile: Nachteile: Umwandlung von Biegemomenten in Zugkräfte und Druckkräfte direkte Knochenheilung solide Abstützung der Fragmente Zuggurtung bei Patellafraktur oder Olecranonfraktur funktionelle Nachbehandlung fördert Knochenheilung nur bei wenigen Frakturtypen anwendbar

35 Schienungsosteosynthesen Prinzip: Biologie: Voraussetzung: Beispiel: Vorteile: Nachteile: Begrenzung der interfragmentären Bewegung Kallusheilung Vaskularität, Gewebedehnung im Toleranzbereich Marknagel, Fix. externe, Fix. interne biologische Osteosynthese sehr variable interfragmentäre Bewegung

36 Unaufgebohrter Verriegelungsmarknagel Stabilität abhängig von Nagelprofil Nageldurchmesser (4. Potenz!) Durchmesser der Verriegelungsschrauben winkelstabile Verriegelung Vorteile: Nachteile: Tendenz: Schonung der endostalen Durchblutung große Scherbewegungen Heilungsstörungen signifikant hoch, v.a. Tibiaschaftfraktur distales Drittel größere Nageldurchmesser, vorsichtiges Aufbohren

37 Fixateur externe Stabilität durch Montage des Chirurgen bestimmt Hohe Stabilität durch: kleiner Abstand Knochenoberfläche Stabilisationselement L große Schraubendurchmesser d 2 3 Schrauben pro Hauptfragment großer Abstand der Schrauben in einem Fragment Die Gefahr einer zu steifen Montage ist gering! Die kritische Zone ist das Knochen-Implantat-Interface! Claes Orthopädie u. Unfallchirurgie up2date 1, 2006

38 Winkelstabile Implantate Winkelstabile Platten Winkelstabile Marknägel frakturnah konventionelle Platte Kraftübertragung durch Platten-Knochen-Reibung winkelstabile Platte Kraftübertragung über winkelstabile Schraube frakturnah nach Claes, 2008

39 Biologische Plattenosteosynthese Schonung der Frakturzone (no touch technique) Schonung der Weichteile im Frakturbereich Schonung der periostalen Durchblutung durch Fixateur-interne-Prinzip