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-CHIRURGIEMünchen 2010
Prinzipien der Frakturheilung und FrakturbehandlungW. Mutschler
Trauma in Deutschland
Unfälle / Jahr ~ 8,5 Mio Patienten
stationäre Behandlung ~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)
Epidemiologie der Frakturen
Court-Brown, Caesar Injury 37: 691 (2006)
osteoporoseassoziiert: 66,3 %
30,1 %
Edinburgh 2000
Fraktur-Definition
Zusammenhangstrennung des Knochens
durch direkte oder indirekte Gewalteinwirkung,
die die Elastizitätsgrenze des Knochens überschreitet.
Eine Fraktur ist immer mit einem Weichteilschaden verbunden.
Fraktur-Ausprägung
abhängig von externen – Art, Wucht und Richtung der einwirkenden Gewalt –
internen – Knochenqualität –
Faktoren.
+
AO-Klassifikation der Frakturen
A
B
C
A
B
C
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
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 Weichteilschadengeringe bis mäßige Muskelquetschung;
Grad III: ausgedehnter Weichteilschaden unter Einbeziehung von Haut, Muskulatur und neurovaskulären Strukturen
Grad IV: Amputation
Fraktur-Diagnostik
Anamnese
Klinische Untersuchung
Bildgebende Verfahren
Doppler-SonoRöCT MRT
Alle Befunde mit Zeitangabe dokumentieren
Therapie-Ziel
Wiederherstellung der Funktion
durch
sichere Knochenbruchheilung
in korrekter Stellung
Therapie der WeichteilverletzungenNerven, Gefäße, Weichteildefekte, Gelenkkomponenten
Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen
Fraktur
Stunden
Tage
6 Wochen
3 Monate
1 Jahr
t
Kallusinduktion
zellulärer Kallus
mineralis. Kallus
Fraktur fest
Remodeling
Mark-raum
Periost
Weichteile
Frakturspalt
lokal + systemisch gesteuert, über Zellen und Proteine vermittelt
5 Phasen 4 Räume
Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen
Fraktur
Stunden
Tage
6 Wochen
3 Monate
1 Jahr
t
Kallusinduktion
Revaskularisierung
Granulationsgewebe
Regeneration
Zellmigration
Zellproliferation
Zelldifferenzierung
ThrombozytenTGF13 / PDGF u.a.
Monozyten / Makrophagen
IL1 / IL6 u.a.
MSC
BMPs
Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen
Fraktur
Stunden
Tage
6 Wochen
3 Monate
1 Jahr
t
Kallusinduktion
zellulärer Kallus
desmale Ossifikation
enchondral: indirekte Knochenbildung über knorpelige Anlage
desmal: direkte Knochenbildung über MSC/Osteoblasten
enchondrale Ossifikation
Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen
Fraktur
Stunden
Tage
6 Wochen
3 Monate
1 Jahr
t
Kallusinduktion
zellulärer Kallus
mineralis. Kallus
Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen
Fraktur
Stunden
Tage
6 Wochen
3 Monate
1 Jahr
t
Kallusinduktion
zellulärer Kallus
mineralis. Kallus
TEIL
VOLL
BELASTUNGFraktur fest
Remodeling
Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen
Fraktur
Stunden
Tage
6 Wochen
3 Monate
1 Jahr
t
Kallusinduktion
zellulärer Kallus
Biologische Faktoren
Blutversorgung
Zell-Leistung
mineralis. Kallus
Fraktur fest
Remodeling
WEICHTEILDECKUNG
INFEKTION
Fraktur-Heilung im diaphysären Knochen
Fraktur
Stunden
Tage
6 Wochen
3 Monate
1 Jahr
t
Kallusinduktion
zellulärer Kallus
mineralis. Kallus
Augat et al. Osteoporos Int 16: 36 (2005)
Fraktur fest
Remodeling
Mechanische Faktoren
Frakturgeometrie
Frakturspaltbreite
interfragmentäre BewegungAusmaß + Richtung
REPOSITION
OSTEOSYNTHESEVERFAHREN
PSEUDARTHROSE
Frakturheilung im metaphysären Knochen
Direkte Heilung der Spongiosa
durch desmale und enchondrale Ossifikation
= /geringe Kallusbildung
32 Monate post-op
Therapie-Prinzipien
Reposition
Retention
Rehabilitation
Gilt für konservative und operative Behandlung
Therapie-Prinzipien
Akut-Behandlung
Verlaufskontrolle/Reaktion
Sekundäre Maßnahmen
Verlaufskontrolle/Reaktion
Behandlung von Folgeerscheinungen/ Komplikationen
Verlaufskontrolle/Reaktiont
Komplikationen der Frakturbehandlung
Funktionseinschränkung
Schmerzen
Wundheilungsstörung
Infektion Knochen, Weichteile, Gelenke
Pseudarthrose
Fehlstellung
Verkürzung
Arthrose
Instabilität
Implantatversagen
Parameter zur Auswahl eines Verfahrens
VerletzungLokalisation
PathomechanikWeichteileFrakturtyp
Knochenqualität
PatientAlter
RisikofaktorenZusatzverletzungen
ComplianceErwartung
ChirurgErfahrungKönnen
Organisation
Verfahrenverfügbar
biomechanische Leistungsfähigkeitbiologische Leistungsfähigkeit
AufwandKosten
Ziel der Behandlung
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
Konservative Behandlung
Konservative Behandlung
geschlossene Reposition der FrakturZug und Gegenzug, seitlicher Druck, Rotation"peripher wird auf zentral eingestellt"
Retention durch äußere SchienungCave: an der Diaphyse große interfragmentäre
Bewegungen möglich
Rehabilitation der nicht ruhig gestellten Gelenke
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
ImplantateK-Drähte, CerclageSchraubenPlattenMarknägelFixateur externe
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
Operative Behandlung 3. Weichteileingriffe
Gefäßrekonstruktion
Weichteileingriffe zur Defektdeckung
Nervenrekonstruktion
Rekonstruktion nicht ossärer Gelenkstrukturen
Welches Osteosyntheseverfahren?
nach Höntzsch
nach Höntzsch
Statische interfragmentäre Kompression
Prinzip:
Biologie:
Voraussetzung:
Beispiel:
Vorteile:
Nachteile:
Fragmente werden so zusammengepresst, dass keine interfragmentäre Bewegung auftritt
direkte Knochenheilung (Osteone)
hohe Kompressionskraft (2000 – 3000 N), im osteoporo-tischen Knochen selten gegeben
Zugschrauben, Kompressionsplatte
keine "störende" Kallusbildung (Bsp.: Vorderarm)
längerer Heilungs-prozess, stress protection, Refrakturgefahr
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 Nach-behandlung fördert Knochenheilung
nur bei wenigen Frakturtypen anwendbar
Schienungsosteosynthesen
Prinzip:
Biologie:
Voraussetzung:
Beispiel:
Vorteile:
Nachteile:
Begrenzung der inter-fragmentären Bewegung
Kallusheilung
Vaskularität, Gewebedehnung im Toleranzbereich
Marknagel, Fix. externe, Fix. interne
biologische Osteosynthese
sehr variable inter-fragmentäre Bewegung
Unaufgebohrter Verriegelungsmarknagel
Stabilität abhängig von
Nagelprofil
Nageldurchmesser (4. Potenz!)
Durchmesser der Verriegelungsschrauben
winkelstabile Verriegelung
Vorteile:
Nachteile:
Tendenz:
Schonung der endostalen Durchblutung
große ScherbewegungenHeilungsstörungen signifikant hoch,v.a. Tibiaschaftfraktur distales Drittel
größere Nageldurchmesser,vorsichtiges Aufbohren
Fixateur externe
Claes Orthopädie u. Unfallchirurgie up2date 1, 2006
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!
Winkelstabile Platten Winkelstabile Marknägel
nach Claes, 2008
frakturnahfrakturnah
konventionelle PlatteKraftübertragung durch
Platten-Knochen-Reibung
winkelstabile PlatteKraftübertragung über winkelstabile Schraube
Winkelstabile Implantate
Biologische Plattenosteosynthese
Schonung der Frakturzone (no touch technique)
Schonung der Weichteile im Frakturbereich
Schonung der periostalen Durchblutung durch Fixateur-interne-Prinzip