biomechanische studie zur primärstabilität bei ... · stress-shielding knöcherne...
Post on 21-Aug-2019
221 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Ruhr-Universität Bochum PD Dr. med. Klaus Schmidt
Dienstort: Katholisches Krankenhaus Dortmund-West Orthopädische Klinik
Biomechanische Studie zur Primärstabilität bei Fingerarthrodesen (MCP I).
Erste klinische Ergebnisse eines Arthrodeseverfahrens mit einem
resorbierbaren Polylactidstift.
Inaugural-Dissertationzur
Erlangung des Doktorgrades der Medizineiner
Hohen Medizinischen Fakultätder Ruhr-Universität Bochum
vorgelegt vonBertram Generotzky
aus Bielefeld2008
Dekan: Prof. Dr. med. G. MuhrReferent: Priv. Doz. Dr. med. K. Schmidt Koreferent: Prof. Dr. med. R. Willburger
Tag der mündlichen Prüfung: 22.01.2009
1
Biomechanische Studie zur Primärstabilität bei Fingerarthrodesen (MCP I).
Erste klinische Ergebnisse eines Arthrodeseverfahrens mit einem
resorbierbaren Polylactidstift.
InhaltsverzeichnisAbkürzungen / Spezielle Terminologie:............................................................................. 4
Einleitung.......................................................................................................................... 6
A.) Rheumatoide Arthritis ........................................................................................ 6
B.) Arthrodesen ....................................................................................................... 8
I.) Osteosynthesematerialien ............................................................................... 9
II.) Resorbierbare Osteosynthesematerialien ...................................................... 10
C.) Aufbau der Arbeit und Fragestellung ............................................................... 11
Methodik......................................................................................................................... 12
A.) Biomechanische Studie: Materialien und Methode ........................................... 12
I.) Materialien und Vorbereitung....................................................................... 12
1.) Vorbereitung der Präparate....................................................................... 12
a.) Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung ....................... 13
b.) Gekreuzte Kirschnerdrähte ................................................................... 14
c.) Kirschnerdrahtcerclage ......................................................................... 15
2.) Vorbereitung zum Einspannen der Gelenke in den Simulator ................... 16
II.) Versuchsaufbau............................................................................................ 17
III.) Durchführung und Auswertung der Versuche............................................... 24
1.) Ablauf eines Meßzyklus ........................................................................... 25
2.) Auswertung der Meßwerte ....................................................................... 25
IV.) Versuchsreihen............................................................................................. 27
1.) Stabilität und Lockerung .......................................................................... 27
a.) Primärstabilität ..................................................................................... 27
b.) Stabilitätsabnahme................................................................................ 28
c.) Statistische Auswertung ....................................................................... 29
d.) Vorversuche Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung .. 29
e.) Vorversuche reine Fadenzuggurtung..................................................... 29
f.) Vorversuche zwei gekreuzte Kirschnerdrähte ....................................... 30
g.) Versuchsdurchführung.......................................................................... 30
2.) Dauerbelastungsversuche ......................................................................... 30
2
3.) Bruchversuche.......................................................................................... 31
a.) Vorversuch für die Bruchproben........................................................... 31
b.) Versuchsdurchführung.......................................................................... 31
B.) Retrospektive klinische Studie: Methode.......................................................... 32
I.) OP-Methode................................................................................................. 32
II.) Patientenkollektiv ........................................................................................ 33
III.) Untersuchungen ........................................................................................... 34
1.) Subjektive Patientenbefragung ................................................................. 34
2.) Klinische Untersuchung ........................................................................... 34
a.) Arthrodesenstabilität und -stellung ....................................................... 34
b.) Funktionsprüfung ................................................................................. 35
3.) Radiologische Beurteilung ....................................................................... 35
Ergebnisse....................................................................................................................... 36
A.) Ergebnisse der biomechanischen Studie ........................................................... 36
I.) Stabilität und Lockerung .............................................................................. 36
1.) Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung........................... 36
a.) Primäre PL-Winkelstabilität ................................................................. 36
b.) PL-Stabilitätsabnahme.......................................................................... 38
2.) Zwei gekreuzte Kirschnerdrähte ............................................................... 40
a.) Primäre KD-Winkelstabilität ............................................................... 40
b.) KD-Stabilitätsabnahme......................................................................... 42
3.) Kirschnerdrahtcerclagen........................................................................... 44
a.) Primäre KC-Winkelstabilität ............................................................... 44
b.) KC-Stabilitätsabnahme......................................................................... 46
II.) Dauerbelastungsversuche ............................................................................. 48
1.) Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung........................... 48
2.) Zwei gekreuzte Kirschnerdrähte ............................................................... 49
3.) Kirschnerdrahtcerclagen........................................................................... 50
III.) Bruchversuch............................................................................................... 51
1.) Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung........................... 51
2.) Zwei gekreuzte Kirschnerdrähte ............................................................... 52
3.) Kirschnerdrahtcerclage............................................................................. 53
IV.) Ergebniszusammenfassung der biomechanischen Studie .............................. 55
1.) Stabilität und Lockerung .......................................................................... 55
a.) Primäre Winkelstabilität ....................................................................... 55
3
b.) Stabilitätsabnahme................................................................................ 58
c.) Maximalmeßwerte bei 3° und 8° .......................................................... 60
2.) Dauerbelastungsversuche ......................................................................... 61
3.) Bruchversuche.......................................................................................... 62
B.) Ergebnisse der retrospektiven klinischen Studie ............................................... 63
I.) Patientenbefragung....................................................................................... 63
1.) Patientenzufriedenheit .............................................................................. 63
2.) Subjektive Funktionseinschätzung............................................................ 63
3.) Schmerzen................................................................................................ 64
II.) Klinische Untersuchung ............................................................................... 65
1.) Arthrodesenstellung und -stabilität ........................................................... 65
a.) Winkel der Osteosynthese .................................................................... 65
b.) Stabilität und Restbeweglichkeit ........................................................... 65
2.) Funktionsprüfung ..................................................................................... 66
a.) Spitzgriff .............................................................................................. 66
b.) Schlüsselgriff ....................................................................................... 66
III.) Radiologische Beurteilung ........................................................................... 67
IV.) Operationskomplikationen ........................................................................... 68
V.) Ergebniszusammenfassung der klinischen Studie ......................................... 68
Gesamtdiskussion............................................................................................................ 73
Zusammenfassung und Folgerungen................................................................................ 87
Literaturverzeichnis......................................................................................................... 89
Anhang.......................................................................................................................... 100
A.) Vorversuche................................................................................................... 100
I.) Vorversuche Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung ........ 100
II.) Vorversuche reine Fadenzuggurtung .......................................................... 101
B.) Weitere Graphiken......................................................................................... 103
C.) Weitere Tabellen............................................................................................ 105
Danksagung
Lebenslauf
4
Abkürzungen / Spezielle Terminologie:Ab-/Adduktion Gelenkbewegung: Seitwärtswegführen von der / Heranführen
an die Körper- bzw. Gliedmaßenachse
Ankylose / Ankylosis bindegewebige oder knöcherne Versteifung eines Gelenkes
Art., auch ART Abkürzung für Articulatio = Gelenk, auch stellvertretend für
die drei hier verglichenen Osteosynthesearten
Arthrodese operative Gelenkversteifung
Biodegradation Abbau durch natürliche Prozesse (Adj.: biodegradierbar)
Carpus lat.: Handwurzel, aus acht Knochen bestehend
dist. distal = anatomisch weiter von der Körpermitte entfernt
DMS Dehnungsmeßstreifen
dorsal (hand-) rückenseitig
et al. „et aliter“, hier: und Mitarbeiter
Extension (Über-) Streckung (bei Gelenkbewegung)
extraartikulär außerhalb eines Gelenkes
Flexion Beugung (bei Gelenkbewegung)
frustran vergeblich, ohne Effekt, enttäuschend, erfolglos
iatrogen durch ärztliches Handeln verursacht
Insuffizienz ungenügende Funktion (Adj.: insuffizient)
in vitro im (Reagenz-)Glas, d.h. im Versuch außerhalb des
Organismus
KC Kirschnerdrahtcerclage, hier sind die Präparate gemeint
KD Kirschnerdraht
konsekutiv von lat. consequi: nachfolgend, mitfolgend
lat. Lateinisch
Lig. Ligament = Band
MCP-Gelenk Metacarpophalangealgelenk = Fingergrundgelenk;
Gelenk zwischen Mittelhandknochen und proximalem
Fingerknochen; von I für Daumen bis V für Kleinfinger
Mutilation lat.: Verstümmelung (Adj. mutilierend)
MW Mittelwert
Nozizeption Schmerzwahrnehmung
obsolet veraltet
Opposition Gegenstellung (bei Gelenkbewegung)
ossär knöchern
5
Osteosynthese operative Knochenverbindung
palmar handinnenseitig, hohlhandseitig
Pannus gefäßreiche, entzündlich-reaktive Bindegewebsbildung
PDS Polydioxanonsäure
Periost bindegewebige äußere Knochenhaut
PGA Polyglykolidsäure
PIP proximales Interphalangealgelenk = Gelenk zw.
proximalem und mittleren Fingerglied
PLA Polylactidacid oder Polylaktidsäure = Milchsäure
postoperativ nach einem / als Folge eines chirurgischen Eingriffes
progredient fortschreitend
Prothese künstlicher Ersatz, z.B. Kunstgelenk
prox. proximal = körperstammnah
Pseudarthrose „Falschgelenk“ infolge fehlender knöcherner
Konsolidierung; nicht funktionstüchtig
R.A. Rheumatoide Arthritis
Reposition Rückstellung (bei Gelenkbewegung)
resezieren operativ entfernen (von lat. resecare = abschneiden)
stress-shielding knöcherne Inaktivitätsatrophie; durch steife Osteosynthesen
ausgelöst
zentripetal zum Zentrum bzw. zentralem Nervensystem hinführend
6
EinleitungUnterschiedliche Mechanismen können zu Gelenkzerstörungen führen. Neben
traumatischen Ereignissen sind vor allem rheumatische Veränderungen für die
Destruktionen von Fingergelenken verantwortlich.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der operativen Therapie rheumatologischer
Veränderungen des Daumengrundgelenkes durch Versteifung mit einer resorbierbaren
Polylactidstiftung in Kombination mit einer Doppelzuggurtung aus resorbierbarem Faden.
A.) Rheumatoide ArthritisBei der Rheumatoiden Arthritis (R.A.), die auch als Primär-Chronische Polyarthritis (PcP),
chronische Polyarthritis (cP), progressive Arthritis oder Polyarthritis chronica bezeichnet
wurde, handelt es sich um eine systemische Entzündungskrankheit des Bindegewebes
[71]. Sie befällt vor allem die Weichteile verschiedener Strukturen des
Bewegungsapparates [59], kann mit oder ohne generalisierte Manifestation auftreten und
führt zu typischerweise symmetrischen, progredienten Zerstörungen artikulärer und
periartikulärer Strukturen [71] mit Kapsel- und Bindegewebsschrumpfungen sowie
Vernarbungen [17]. Dadurch kann es zu massiver allgemeiner Beeinträchtigung der
Patienten bei progressivem Verlauf kommen, die mittlere Lebenserwartung ist mehrere
Jahre verkürzt und es besteht eine 2,5-fach erhöhte Mortalität, vor allem aufgrund von
Begleiterkrankungen [43]. Das klassische Beschwerdebild der R.A. ist durch die Trias
Schmerz, Schwellung und Steifigkeit gekennzeichnet [75]. Dementsprechend ist das
wichtigste Symptom die Schmerzempfindung in den betroffenen Gelenken, einhergehend
mit einer Verdickung der Synovialmembran als spezifischsten Organbefund und
konsekutiver Gelenksteifigkeit. Dabei ist die R.A. fortschreitend und führt zu einer
zunehmenden Zerstörung der Gelenkstrukturen [6].
Ätiologie und Pathogenese der Rheumatoiden Arthritis sind bisher nicht hinreichend
geklärt, es zeigten sich jedoch Zusammenhänge mit genetischen Einflüssen sowie einer
gestörten Autoimmunität. Möglicherweise manifestiert sich durch die R.A. die Reaktion
eines genetisch prädisponierten Wirtes auf ein infektiöses Agens [43]. Als Auslöser
werden z.B. virale Infektionen diskutiert, die zu einer gestörten Immunregulation führen,
so daß die Toleranz der Immunabwehr gegen körpereigene Strukturen durchbrochen wird.
Autoantikörper richten sich dadurch gegen körpereigene Zellen bzw. deren Bestandteile.
Die so entstandenen Antigen-Antikörperkomplexe lagern sich an verschiedenen Stellen des
7
Körpers, vor allem den Gelenken, ab. Dies führt zu einer chronischen Entzündungsreaktion
der Gelenkkapsel und des Gelenkknorpels. Daraus folgen Aufrauhung und Erosion der
Oberfläche mit zunehmender Gelenkzerstörung. Dabei scheinen sich viele Befunde der
R.A. aus der Aktivität von Zytokinen und Chemokinen zu erklären, die lokal von
aktivierten Lymphozyten, Makrophagen und Fibroblasten sezerniert werden [43].
Zunehmende Gelenkzerstörungen haben häufig Schmerzen in den betroffenen Gebieten in
Ruhe, bei Druck und Belastung zur Folge. Da die bei der Rheumatoiden Arthritis
pathologisch veränderten Synovialstrukturen an den kleinen Gelenken des Handbereiches
die größte Dichte haben, kommt es zum typischen Befallsmuster vor allem mit
symmetrischer Beteiligung der Hände und charakteristischen Fehlstellungen in den
Fingergelenken [24]. Diese häufig zu beobachtenden Fingerdeformitäten erklären sich zum
einen durch Veränderungen der Metakarpophalangealgelenke (Fingergrundgelenke, im
Folgenden MCP) und proximalen Interphalangealgelenke (Fingermittelgelenke, im
Folgenden PIP), aber auch durch rheumatisch bedingte Destruktionen der Handwurzel (lat.
Carpus) und extraartikuläre Störungen. Bei der Rheumatoiden Arthritis sind zusammen mit
dem Handgelenk die Fingergrundgelenke häufigster Ort der Erstmanifestation und mit über
90% am häufigsten beteiligt [24, 29, 74].
Es kommt zum polyarthritischen Befall von Fingermittel- und -grundgelenken,
Handgelenken, Ellenbogen, Schultern, Halswirbelsäule, Zehengelenken, Sprunggelenken
und Knien [24]. Die distalen Interphalangealgelenke (Fingerendgelenke, im Folgenden
DIP) sind kaum betroffen [43].
Infolge der durch die Veränderungen hervorgerufenen Bewegungseinschränkungen und
der chronischen Schmerzen sind häufig die Funktion der ganzen betroffenen
Bewegungseinheit, z.B. der Hand, und auch die allgemeine Leistungsfähigkeit des
Erkrankten wesentlich beeinträchtigt. Es können weitgehende Destruktionen von
Gelenken mit Fehlstellungen auftreten sowie vielfältige Organbeteiligungen.
Aufgrund der Komplexität der Rheumatoiden Arthritis gibt es bisher keine kausalen, aber
verschiedene symptomatische Behandlungsoptionen.
An erster und wichtigster Stelle der Rheumatherapie stehen die konservativen Therapie-
formen mit dem Ziel, dem Entzündungsprozeß und der konsekutiv voranschreitenden
Gelenkzerstörung entgegenzuwirken. Dazu gehören medikamentöse Therapien mit Nicht-
Steroidalen-Anti-Rheumatika (kurz NSAR) bzw. Disease-Modifying-Anti-Rheumatic-
Drugs (kurz DMARD) oder Kortisonpräparaten, aber auch physikalische Therapien,
intraarticuläre Injektionen und begleitende Therapien wie z.B. psychosomatische oder
soziale Betreuung [43]. Obwohl der Fortschritt der medikamentösen Therapie die
8
Notwendigkeit einer chirurgischen Behandlung in der Rheumatherapie reduziert hat, gibt
es, besonders bei schwer deformierendem Krankheitsbild, rheumaassoziierte
Gelenkveränderungen, die eine operative Versorgung erfordern [21, 66].
Durch eine chirurgische Therapie können schwere Fehlstellungen behoben, Schmerzen
vermindert und die Funktionalität verbessert werden. Gegebenenfalls wird auch der wei-
tere Verlauf der Erkrankung günstig beeinflußt. In Frage kommen unter anderem
Synovektomien, durch die das pathologische Korrelat der Gelenkentzündung entfernt wird,
aber auch Arthroplastiken, Sehnenplastiken sowie Wirbelsäulenoperationen [12, 68].
Bei schweren Krankheitsverläufen mit schmerzhaften, deformierenden Fehlstellungen
kann in Abhängigkeit vom Gelenk als ultima ratio auch eine Arthrodese (Gelenkeinstei-
fung) sinnvoll sein. Dadurch wird dem betroffenen Gelenk zwar die Bewegungsfreiheit
genommen, aber nach Resektion der entzündlichen Areale und Zusammenwachsen der
Knochenenden fehlt mit der Bewegungsmöglichkeit auch der Stimulus für die Nozizep-
tion.
Auch ohne Operation ist die Beweglichkeit des betroffenen Gelenkes schmerzbedingt
meist beinah vollständig aufgehoben und die Gesamtfunktion der Bewegungseinheit er-
heblich eingeschränkt. Wird nun z.B. durch die Arthrodese eines einzelnen Fingergelenkes
die Hauptschmerzursache beseitigt, so hat der Patient eine wesentliche Beschwerde-
linderung, und es ist eine Funktionsbesserung der ganzen Hand zu erwarten [24, 41].
B.) ArthrodesenBasis für eine Versteifungsoperation insbesondere bei der Verwendung von resorbierbaren
Materialien ist die Fähigkeit des menschlichen Knochens zur Anpassung und
Regeneration. Form und Aufbau des Knochens sind dabei maßgeblich von der
mechanischen Beanspruchung beeinflußt [50, 52]. Defekte wie z.B. Frakturen werden
organtypisch durch vollwertigen Knochen und nicht durch minderwertiges Gewebe wie bei
einer Narbenbildung ersetzt [48]. Die zunehmende knöcherne Durchbauung im Sinne einer
primären bzw. sekundären Frakturheilung ist das Ziel des Verfahrens. Das operative
Vorgehen entspricht i.W. einer Frakturversorgung. Idealerweise soll nach möglichst kurzer
Zeit eine stabile, ossäre Ankylosis in funktionell guter Stellung erreicht werden.
Um eine Gelenkversteifung operativ herbeizuführen, wurden mit der Zeit unterschiedliche
Methoden entwickelt, die eine optimale knöcherne Durchbauung des ehemaligen
Gelenkspaltes ermöglichen sollen. Dafür werden die zu verbindenden, bisher
gelenkbildenden Knochenenden chirurgisch fixiert, nachdem die noch vorhandenen
Gelenkanteile und Knorpelreste entfernt wurden.
9
Für die Durchführung von Fingerarthrodesen wurden verschiedene Techniken
entwickelt. Sehr verbreitet ist die Fixation mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten, die, wie
die Verwendung von auto- oder homologen Knochenspänen (Spanbolzung), zu den
Techniken ohne Kompression gezählt wird. Bessere Heilung sowie eine größere Stabilität
wird jedoch den Operationsverfahren mit Kompression zugeschrieben, wie Zuggurtung,
Verschraubung und intraossärer Drahtnaht mit und ohne ergänzende Kirschnerdrähte
[11, 62]. Weiterhin Anwendung finden Fixateur externe, Osteosynthesen mit
Kleinfragmentplatten sowie Titanklammer [26].
Abb. 1: Arthrodese-Techniken der Fingergelenke.
Oben links: Verschraubung; Oben rechts: Zwei gekreuzte Kirschnerdrähte; Unten links:
Spanbolzung; Unten rechts: Zwei parallele Kirschnerdrähte plus Zuggurtung.
I.) OsteosynthesematerialienMaterialien, die für Gelenkversteifungen bzw. für Knochenverbindungen in der Unfall-
chirurgie oder Orthopädie verwendet werden sollen, müssen diversen klinischen und medi-
zintechnischen Anforderungen genügen. Für Osteosynthesen stehen unterschiedliche Ver-
fahren mit Metall, autologen bzw. homologen Materialien sowie resorbierbaren künstli-
chen Substanzen zur Verfügung [16, 37, 48].
Um ein funktionell befriedigendes Ergebnis erreichen zu können, muß eine stabile Fixie-
rung gewährleistet sein. Daher müssen die verwendeten Materialien Wechselbelastungen
standhalten, die z.B. durch die weiterhin wirkenden Muskelkräfte sowie externe Einflüsse
entstehen. Weiterhin müssen die Stoffe ermüdungsresistent sein.
Eine feste Verankerung der Implantate im Knochen ist notwendig, um den Bewegungs-
spielraum möglichst einzuschränken, die Korrosion zu minimieren und eine gute Heilung
zu ermöglichen [51]. Eine weitere wichtige Voraussetzung ist die Biokompatibilität des
Implantats. In der heutigen operativen Therapie gelten „Chirurgenstahl“ mit einer Chrom-
10
Molybdän-Verbindung sowie Titan als biologisch verträglich [4]. Die seltene, aber ins
Interesse der Öffentlichkeit gerückte, Allergie gegen die eingesetzten Metalle –besonders
Nickel- findet Berücksichtigung durch die zunehmende Verwendung von
Osteosynthesematerialien aus Titan [51]. Dennoch ist man immer mehr um eine Ver-
meidung von metallischen Materialien bemüht. Hinzu kommen vereinzelte Berichte von
cancerösen Prozessen in der Nähe von Metallimplantaten [30].
Insbesondere bei jüngeren Patienten wird eine Metallentfernung angestrebt, um einen
dauerhaften Fremdkörperreiz mit oben angeführten Problemen sowie eine mögliche
Osteopenie durch so genanntes Stress-Shielding zu vermeiden. Darunter versteht man eine
Rückbildung des Knochens in der Umgebung des Osteosynthesematerials [36]. Dafür
ursächlich ist die geringere Elastizität des Metalls im Vergleich zum Knochen, wodurch
das körpereigene Gewebe weniger belastet wird [35]. Da der Körper sich an die veränder-
ten Verhältnisse anpaßt, wird rundherum Knochen abgebaut. Dieses kann die knöcherne
Eigenstabilität entscheidend verringern, die Heilung und Durchbauung wird so ver-
schlechtert oder verhindert [36, 50, 52, 69].
II.) Resorbierbare OsteosynthesematerialienDie dargestellten Nachteile führten zur Entwicklung und Verwendung von resorbierbaren
Materialien bei Osteosynthesen. Im Idealfall gibt das Implantat eine ausreichende Festig-
keit in der Zeit, bis das Gelenk stabil knöchern durchbaut ist. Anschließend wird es stetig
abgebaut, so daß die Belastung langsam zunimmt und der Körper sich an die steigenden
Anforderungen anpassen kann. Eine erneute OP zur Materialentfernung wird vermieden
[30].
Bereits seit mehreren Jahrzehnten konzentriert sich die Forschung auf die Entwicklung von
biodegradierbaren Knochenfixierungen. Diese müssen eine gute Biokompatibilität haben
und möglichst keine Entzündungsreaktionen hervorrufen. Es darf keine toxischen oder
mutagenen Reaktionen geben, und der Abbau sollte ohne lokale oder systemische Effekte
erfolgen [54, 63]. Um bei Osteosynthesen die notwendige Stabilität zu erreichen, muß das
Material außerdem eine ausreichende Festigkeit besitzen. Diese muß lang genug erhalten
bleiben, daß es zu einer stabilen knöchernen Durchbauung kommen kann. Die
Resorbierung muß entsprechend langsam erfolgen.
Es werden seit langem synthetische Polymere erfolgreich in den verschiedenen
medizinischen Fachbereichen als Fadenmaterial und zu Osteosynthesen eingesetzt, vor
allem finden Polymere und Copolymere der Milchsäure (Polylactid, PLA), der Glycolsäure
(Polyglycolsäure, PGA) sowie des Dioxanon (Polydioxane, PDS) Verwendung [42].
11
Wegen seiner langsamen Biodegradation, der guten Handhabbarkeit und hervorragenden
Verträglichkeit wird bevorzugt PLA in der Traumatologie und Orthopädie verwendet.
Polylactid kann mehrere Monate seine Stabilität beinahe unverändert behalten, die
Resorption erfolgt etwa in zwei bis drei Jahren [14]. Die mittels Hydrolyse bei der
Degradation von PLA entstehende Milchsäure wird über die Leber zu Glukogen umgebaut,
über den Zitronesäurezyklus verstoffwechselt und teilweise abgeatmet [72]. Durch
Mischen der zwei Formen des Stereoisomers PLA - der linksdrehenden (Poly-L-
Laktidsäure, PLLA oder L-PLA) und rechtsdrehenden Milchsäure (Poly-D-Laktidsäure, D-
PLA)- kann die Geschwindigkeit der Biodegradation beeinflußt werden [63].
Für die in dieser Studie verwendete Methode werden Stifte aus Poly-LD-Lactid mit einer
Doppelzuggurtung aus resorbierbaren Fäden kombiniert. Diese Technik kann damit zu den
Arthrodesetechniken mit Kompression gezählt werden.
C.) Aufbau der Arbeit und FragestellungBeispielhaft haben wir in dieser Arbeit die Arthrodese am ersten Metacarpophalangeal-
gelenk (Daumengrundgelenk, im Folgenden MCP I) untersucht. Die Ausgangsfrage dabei
ist, ob die Verwendung einer resorbierbaren Polylactidstiftung plus Doppelzuggurtung aus
resorbierbarem Faden eine sinnvolle Alternative zu den üblicherweise verwendeten
Metallimplantaten darstellt. Dabei wird die Daumengrundgelenkarthrodese mit
besonderem Blick auf Patienten mit fortgeschrittener rheumatoider Arthritis betrachtet.
Die Studie unterteilt sich in zwei Hauptbereiche:
Für den ersten Teil der Arbeit haben wir eine biomechanische Untersuchung verschiedener
Osteosynthesetechniken vorgenommen. An humanen Leichenknochen wurde die primäre
Stabilität einer Daumengrundgelenkarthrodese durch eine resorbierbare Polylactidstiftung
plus resorbierbare Doppelzuggurtung mit zwei metallischen Osteosyntheseverfahren ver-
glichen. Dieses ermöglicht einen objektiven Vergleich der resorbierbaren Implantate mit
herkömmlichen Techniken bei der Stabilisierung von Fingerarthrodesen.
Der zweite Teil dieser Studie besteht aus den Ergebnissen einer klinischen Nachuntersu-
chung von Rheumapatienten, denen eine resorbierbare Polylactidstiftung plus resorbierbare
Doppelzuggurtung eingesetzt worden war, um ein Daumengrundgelenk zu versteifen.
Sowohl in der biomechanischen als auch der klinischen Studie verwendeten wir PLA-Stifte
vom Typ Isosorb der Fa. Aesculap mit einem L/D-Lactid Mischungsverhältnis von 30/70.
12
Methodik
A.) Biomechanische Studie: Materialien und MethodeI.) Materialien und VorbereitungFür den ersten Teil dieser Arbeit untersuchten wir verschiedene Arthrodeseverfahren an
menschlichen Leichendaumen. Dazu wurden an formalinfixierten Leichen des
anatomischen Institutes der Ruhr-Universität Bochum (Leitung: Prof. R. Dermitzel)
beidseitig die Daumen am Sattelgelenk abgesetzt. Die Körper hatten ein Sterbealter von 44
bis 106 Lebensjahren, im Schnitt 86 Jahre. Diese waren durchschnittlich 1 3/4 Jahre mit
einer Phenol- Formalinlösung fixiert worden, die mit Druck über die Arteria Femoralis
injiziert worden war. Dabei handelt es sich um das Standardverfahren zur Fixierung von
menschlichen Leichen für anatomische Studien am oben genannten Institut.
Sämtliche verwendete Präparate waren in einem guten Zustand ohne erkenntliche patholo-
gische Veränderungen oder Zeichen von Austrocknung oder Fäulnis. Die Zuordnung zu
den verschiedenen Testreihen erfolgte nach dem Zufallsprinzip.
In jeder der drei Arthrodesegruppen fanden zehn Daumen Verwendung.
1.) Vorbereitung der PräparateZur Vorbereitung für die Versuche wurden die Daumen von Muskeln und sonstigem Ge-
webe befreit und bis auf das Grundgelenk frei präpariert. Dabei wurden sowohl die Ge-
lenkkapsel als auch die Kollateralbänder geschont, da diese Strukturen entscheidend für die
Stabilität des Gelenkes sind; so sollten möglichst realistische Verhältnisse erhalten bleiben.
Das Endglied wurde abgesetzt, es blieb jeweils nur der Mittelhandknochen (Os meta-
carpale pollicis) sowie mit ihm über das Grundgelenk verbunden der proximale Daumen-
knochen (Phalanx proximalis pollicis). Des weiteren wurden die Knochen vom Periost
befreit, um eine gute Haftung des später verwendeten Zementes zu erreichen.
Aus der Menge der so vorbereiteten Finger erfolgte eine zufällige Auswahl für die weitere
Verwendung. Die Finger wurden einzeln gekennzeichnet mit den Abkürzungen PL für
Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung, KD für zwei gekreuzte
Kirschnerdrähte und KC für Kirschnerdrahtcerclage. Außerdem erfolgte innerhalb der
jeweiligen Arthrodesegruppe eine Durchnummerierung von 1 bis 10.
13
Für die Hauptversuche erhielten jeweils zehn Daumen eine osteosynthetische Versorgung
mit
� Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung (PL 1-10)
� zwei gekreuzten Kirschnerdrähten (KD 1-10)
� einfachem Kirschnerdraht kombiniert mit einer Drahtcerclage (KC 1-10).
a.) Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung Für die Arthrodesen mit resorbierbaren Materialien setzten wir einen Polylactidstift vom
Typ Isosorb mit einer Stärke von 2,2 mm (Firma
Aesculap Tuttlingen, Deutschland) ein. Dieser
wurde über ein 2 mm-Bohrloch eingebracht, das
parallel zur Längsachse im durchschnittlichen
Winkel von ca. 25° zur Oberfläche schräg durch
die dorsale Kortikalis des Mittelhandknochens
durch das MCP-Gelenk der Länge nach von pro-
ximal in den Fingerknochen verlief.
Für die Fadenzuggurtung wurde jeweils ein Faden
Ethibond Stärke 0 (Firma Ethicon, Norderstedt)
verwendet, der über zwei parallele 1 mm-
Bohrlöcher mit einem Abstand von ca. 8 mm
zueinander geführt wurde. Diese verliefen etwa
im 45°-Winkel von der dorsalen Knochenfläche
des proximalen Fingerknochens zur palmaren
Hinterkante des Gelenkspaltes. Von dort verlief
der Faden durch zwei weitere parallele 1 mm-
Bohrlöcher etwa im 45° -Winkel zur Dorsalseite
des Mittelhandknochens und verließ diesen jeweils seitlich des Polylactidstiftes. Nach U-
förmigem Durchzug wurde der Faden kräftig mit sich selbst am Fingerknochen verknotet,
anschließend achterförmig um den herausstehenden PL-Stift gezogen und erneut verknotet.
Die Gelenke hatten anschließend einen Winkel von 16° bis 40°, im Durchschnitt 25°.
Abb. 2: Foto: Polylactid-Osteosynthese, der
Faden ist unten um den milchig-
durchsichtigen Polylactid-Stift gezogen.
14
b.) Gekreuzte KirschnerdrähteFür die Kirschnerdraht- Osteosynthese wurden
zwei Kirschnerdrähte von 1,2 mm Stärke etwa
parallel zur Längsachse im durchschnittlichen
Winkel von ca. 35° zur Oberfläche schräg durch
die dorsale Kortikalis des Mittelhandknochens
durch das MCP-Gelenk von proximal der Länge
nach durch den Schaft in die Kortikalis des Fin-
gerknochens gebohrt.
Die Drähte verliefen mit einer Neigung von etwa
20°-30° in zwei Ebenen zueinander.
Die Gelenke hatten anschließend einen Winkel
von 26° bis 46°, im Durchschnitt 38°.
Abb. 3: Skizze: Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung; gestrichelte Linien deuten
einen intraossären Verlauf an; links Ansicht von lateral rechts Ansicht von dorsal.
Abb. 4: Foto: Kirschnerdraht-Osteosynthese.
Abb. 5: Skizze: Osteosynthese durch 2 gekreuzte K-Drähte.
15
c.) KirschnerdrahtcerclageEin 1,2 mm starker Kirschnerdraht wurde parallel zur
Längsachse im Winkel von ca. 25° zur Oberfläche
schräg durch die dorsale Kortikalis des
Mittelhandknochens eingebracht und dann durch das
MCP-Gelenk in die palmare Kortikalis des
Fingerknochenschaftes gebohrt.
Anschließend wurde quer durch das proximale Ende
des Fingerknochens, etwa 1 cm distal des Gelenkes,
eine 1mm-Bohrung durchgeführt. Durch diese konnte
ein 1mm dicker Cerclagedraht gezogen werden, der
um das herausragende Ende des Kirschnerdrahtes ge-
legt wurde. Durch das anschließende Verdrillen der
Enden des Drahtes wurden die beiden Knochen fest
zusammengezogen.
Die Gelenke hatten anschließend
einen Winkel von 24° bis 34°, im
Durchschnitt 27°.
Abb. 6: Foto: Kirschnerdrahtcerclage.
Abb. 7: Skizze: Einfacher Kirschnerdraht plus Drahtcerclage.
16
2.) Vorbereitung zum Einspannen der Gelenke in den SimulatorNach den o.g. operativen Vorbereitungen wurde durch die Gelenkfläche des PIP I längs in
den Markraum des proximalen Fingerknochens ein 3,0 mm dicker Metallstift eingebracht.
Aus handelsüblichen Kupferrohren mit 22 mm Außendurchmesser und einer Wandstärke
von einem Millimeter wurden Stücke zu je 50 mm gesägt und in diese an beiden Enden
jeweils zwei Löcher gebohrt, die sich gegenüber standen.
Diese so entstandenen Hülsen wurden
mit Knochenzement gefüllt und nahmen
so die freien Enden der Mittelhandkno-
chen sowie der proximalen Fingerkno-
chen mit dem Metallstift auf. Die Kno-
chen waren zu etwa 2/3 in die Hülsen
einzementiert. Zwei Zentimeter blieben
über den Rändern der Röhrchen frei. Die
untere Hülse mit dem Os metacarpale
konnte so in die fest montierte Spann-
vorrichtung des Meßaufbaues einge-
klemmt werden. Über den aus der Pha-
lanx proximalis pollicis über die obere
Hülse herausragenden Metallstab
erfolgte während des Versuches die
Krafteinleitung vom drehbaren Arm der
Meßvorrichtung. Die Löcher in den
Kupferhülsen hatten sich als notwendig
erwiesen, um ein Verdrehen des
Präparates mit dem Zement im
Rohrstück zu verhindern.
Abb. 8: Beispiel für die Vorbereitung der Präparate: Poly-
lactid- Osteosynthese, in Kupferhülsen zementiert, oben
erkenntlich der Metallstift zur Kraftübertragung.
17
II.) VersuchsaufbauFür die Durchführung der Messungen wurde ein Versuchsaufbau verwendet, der am Insti-
tut für Allgemeine Mechanik der Ruhr-Universität Bochum (Leiter: Prof. Dr. rer. nat.
Hackl) in Kooperation mit der Abteilung für Orthopädie (Chefarzt: Prof. Dr. med. J. Krä-
mer) des St. Josef-Hospitals Bochum zur Simulation von Gelenkbewegungen entwickelt
worden war.
Kern dieses Gelenkbewe-
gungssimulators war ein
Schrittmotor mit einem
maximalen Drehmoment von
3 Nm. Über ein Wechselrad-
getriebe und ein Drehmomen-
tenmeßrad erfolgte die
Übertragung der Motorkraft
auf eine Antriebswelle.
Mit dem Momentenrad konnte
das Moment gemessen
werden, das notwendig war,
um die Achse um einen vorge-
gebenen Winkel zu drehen.
Verwendet wurden
Momentenmeßräder, die speziell
für diesen Versuchsaufbau durch
Herrn Dr. Ing. K. Mickley
(Institut für Mechanik der Ruhr-
Universität Bochum) entwickelt
und gefertigt worden waren.
Die Momentenräder benutzten
Dehnungsmeßstreifen, die auf
den Speichen des Rades befestigt
waren und deren spezifischer
elektrischer Widerstand
gemessen wurde.
Abb. 9: Versuchsaufbau von schräg hinten. Links ein
eingespanntes Präparat, vorne der Motor. Die Kraftübertragung
erfolgte über die Zahnräder und das auf das größere Rad
aufgesetzte Momentenrad.
Abb. 10: Momentenrad. An den Speichen sind die dünnen
Dehnungsmeßstreifen mit der Verkabelung zu erkennen.
18
Wirkte auf das Meßrad ein Moment, so bewirkte dieses eine Dehnung an den Speichen-
oberflächen. Dadurch wurde eine Änderung des elektrischen Widerstandes der ebenfalls
gedehnten Dehnungsmeßstreifen verursacht. Diese Veränderung konnte quantitativ erfaßt
werden.
Das Momentenrad konnte ausgetauscht werden, die verschiedenen Momentenräder hatten
unterschiedlich geeichte Meßbereiche. In dieser Untersuchung wurden drei Meßräder
verwendet, deren obere Belastungsgrenzen lagen bei 100 N*cm (MR-1), 200 N*cm
(MR-2) sowie 500 N*cm (MR-3).
Endständig auf die Achse war ein Schwenkarm montiert, auf dem sich die Kraftein-
leitungsgabel befand. Diese war drehbar auf einem verschiebbaren Ankoppelbalken befe-
stigt. Durch den Schlitz der
Gabel ließen sich die
Metallstäbe der Proben
paßgenau durchführen, so
daß eine punktuelle Kraft-
übertragung über den Hebel
ermöglicht wurde.
Gegenüber dem Ankoppel-
balken saß ein ebenfalls
verschiebbares Ge-
gengewicht, um
ungleichmäßige Belastun-
gen und gravitations-
bedingte Krafteinwir-
kungen auszugleichen.
Die Kupferhülsen mit den zu untersuchenden Proben wurden in Spannbacken eingespannt,
die über ein Kugelgelenk frei ausgerichtet werden konnten. Dieses Gelenk saß auf einer
Vorrichtung, die durch freie Verschiebbarkeit Translationsbewegungen in drei
Dimensionen ermöglichte. So konnte vor Beginn des jeweiligen Versuchsdurchlaufes der
Aufbau dem entsprechenden Präparat angepaßt und Feineinstellungen zur
Druckpunktzentrierung auf das Zentrum des Gelenkes vorgenommen werden. Zum Ab-
schluß der Einstellungen wurde der Aufbau arretiert.
Abb. 11: Schwenkarm mit aufgestecktem Ankoppelbalken, durch den
der Metallstift eines Präparates geführt ist. Unten auf dem Arm das
Gegengewicht. Rechts hinten das Zahnrad mit aufgesetztem
Momentenrad zur Kraftübertragung vom Motor.
19
Die Kupferhülsen wurden so in der
Spannvorrichtung fest gespannt, daß die
distalen Fingerknochen mit den
Metallstäben nach oben zeigten. So konnte
die Krafteinleitungsgabel über die
Metallstifte der Finger geführt und das
Moment bei allen Präparaten gleich über-
tragen werden.
Um bei der Krafteinleitung die Biegeverfor-
mung der Stahlstäbe gering zu halten und
damit Fehler zu vermeiden, wurde die Länge
des kraftübertragenden Hebels möglichst
klein gehalten. Die biegesteifen Stahlstäbe
waren zusammen mit dem Fingerknochen in
eine Kupferhülse einzementiert.
Der ganze Versuchsaufbau war fest auf
einem Aluminiumrahmen montiert.
Jedes Präparat wurde einzeln ausgerichtet
und die Vorrichtung so eingestellt, daß die
Achse des Versuchaufbaues genau durch die
Mitte des zu untersuchenden Gelenkes ging
(siehe Abb. 12).
Die Achse war frei gelagert und die Reibung
vernachlässigbar klein. Daher konnte das
osteosynthetisch versorgte Gelenk als
alleinige Ursache für das gemessene
Moment angenommen werden.
Die Größe des Drehmomentes mußte direkt
von der Verdrehsteifigkeit des Gelenkes und
dem Verdrehwinkel f abhängen. Zu den
Grundüberlegungen zur Wirkungsstelle der
„Kraft“ / des Momentes siehe die folgenden
Zeichnungen (Abb.15 und 16).Abb. 12: Der einschiebbare Zieldorn der
Übertragungsachse zeigt genau auf die Mitte des zu
untersuchenden Gelenkes.
Abb. 13: Verschiebbare Spannbacken mit dem
Kugelgelenk unten. Diese ganze Einheit konnte auf
der Grundplatte in zwei Richtungen bewegt werden.
20
Abb. 14: Versuchsaufbau. Mittig die osteosynthetisch verbundenen Fingerknochen, einzementiert in die
oben und unten angrenzenden Kupferhülsen. Oben ragt der Metallstift heraus, der das aufgebrachte
Moment vom Schwenkarm überträgt.
21
Abb. 15: Schematisierte Skizze vom Meßaufbau, Frontalansicht auf die Achse, über die das Moment vom
Momentenrad, über den Schwenkarm (Hebel) und den Metallstab auf das Gelenk übertragen wird. An
den Speichen des Rades befinden sich die Dehnungsmeßstreifen.
Abb. 16: Schematisierte seitliche Ansicht des Versuchaufbaus,
Bezeichnung der Einzelteile siehe Tabelle 1.
22
Tab. 1: Bezeichnung der Bauteile am Gelenksimulator:
Nr. Bezeichnung Nr. Bezeichnung
1 Rahmen 20 Krafteinleitungsgabel
2
Aufbauträger für Antriebs- und
Getriebeeinheit 21 Gegengewicht
3 Schrittmotorhalterung 22 Klemmstück
4 Schrittmotor 23 Höhenverstellung
5 Wechselrädergetriebe 24 Basisplatte für Kreuztisch
6
Antriebswelle mit Flansch für
Schwenkarm 25 Kreuztisch (Horizontalverstellung)
7 Grundplatte für Ausrichtvorrichtung 26
Untere Kugelpfanne für 3-achsiges
Drehgelenk
8 Lagergehäuse für Antriebswelle 27
Obere Kugelpfanne für 3-achsiges
Drehgelenk
9 Bogenzahnkupplung 28 Klemmschrauben für Kugelgelenk
10 Drehmoment-Messrad 29 Gelenkkugel (Rotationsverstellung)
11
Verbindungsscheibe zwischen Zahnrad
und Drehmoment-Messrad 30 Basistisch für Versuchskörper
12 Getriebeachse 31 Fester Spannbacken
13 Lagergehäuse für Getriebeachse 32 Loser Spannbacken
14 Träger für Winkelgeber 33 Spannschrauben-Bolzen
15
Stellkörper für Winkelgeber
(Nullabgleich) 34
Einspannprofilstück (nach Bedarf
angefertigt, nicht abgebildet)
16
Inkrementeller Winkelgeber mit
Analogausgang 35 Feststellschrauben für Spannbacken
17 Schwenkarm 36 Spannschrauben-Muttern
18 Ankoppelbalken 37
Verschiebeanschlag für
Wechselrädergetriebe
19 Gelenkbolzen
23
Die Meßdaten des Drehmomenten-Meßrades wurden an den angeschlossenen Computer,
einen PC mit Pentium® II-Prozessor, übertragen.
Angesteuert wurde der Meßaufbau über ein spezielles Computerprogramm, das Herr Dipl.-
Ing. Lange vom Institut für Mechanik der Ruhr-Universität Bochum entwickelt hatte.
Die Meßdaten wurden aus dem primär gelieferten Quick-Basic-Format zur weiteren
Verarbeitung in Microsoft Excel übertragen.
Abb. 17: Gesamter Versuchsaufbau mit dem angeschlossenen Computer links. Zentral ein eingespanntes
Gelenk. Rechts hinten der Motor und das Meßrad.
24
III.) Durchführung und Auswertung der VersucheDie vorbereiteten Pr�parate wurden so in die Me�vorrichtung gespannt, da� die
vorgegebene Bewegungsrichtung des Aufbaus der nat�rlichen Flexion/Extension entsprach
und damit die externen, am Gelenk wirkenden Kr�fte simuliert wurden.
Die Spannbacken mit dem Pr�parat wurden derma�en auf den Einstellungsschlitten
verschoben, da� der Mittelpunkt des Gelenkes in einer Linie mit der Achse des
Schwenkarmes zu liegen kam.
Nun wurde die Krafteinleitungsgabel auf den Schwenkarm aufgesetzt und dabei �ber den
Stahlstab des zu untersuchenden Pr�parates geschoben. Daf�r war der
Kraft�bertragungsarm in die neutrale Position entsprechend dem Arthrodesenwinkel des
jeweiligen Fingers gedreht worden, so da� keine Kraft und kein Moment an dem Pr�parat
anlag.
Der individuelle Anfangswinkel � (phi) f�r jedes Pr�parat wurde als Null definiert.
Die Achse drehte sich, vom Schrittmotor angesteuert, von der Anfangsposition �
beginnend um den Auslenkungswinkel �� (delta phi) bis zur Endposition � max.
Die Schwenkwinkel entsprachen formal nicht ganzen Gradzahlen, sondern Vielfachen von
0,99�. Dies lag im Versuchsaufbau begr�ndet und entstand aus der Verrechnung der
einzelnen Zahnradschritte miteinander. Da die Abweichung von 0,01 aber unterhalb der
Me�genauigkeit liegt, wird im weiteren Text von 1� und seinen Vielfachen gesprochen.
25
1.) Ablauf eines MeßzyklusJeder Meßvorgang umfaßte folgende Schritte:
� Dateneingabe zur Versuchskennzeichnung.
� Bestimmung der Schnittstellenparameter f�r den Datenaustausch.
� Festes Einspannen des Pr�parates und Ausrichten des Versuchsaufbaus.
� Nullabgleich.
� Manueller Beginn der Messung mit automatisch folgenden Befehlen zur zeitlich
vorgegebenen Ausl�sung der Winkelschritte.
� Umsetzen der vom Steuercomputer vorgegebenen Befehle in elektromagnetische
Impulse zur Ausf�hrung der Winkelschritte gegen den Widerstand des
Probenk�rpers (Antriebsmoment).
� Halten der jeweils erreichten Winkelposition gegen das vom Probenk�rper erzeugte
Reaktionsdrehmoment (Haltemoment).
� Automatisches Ausl�sen einer Me�werterfassung zeitlich festgelegt nach jedem
Winkelschritt.
� Weitere Winkelschritte und Messungen nach vorgegebenem Intervall.
� Ausgabe der Me�werte an den Steuerungscomputer.
� Beenden des Versuchs und Auswertung der Me�werte.
2.) Auswertung der MeßwerteInitial gemessen wurde der elektrische Widerstand in den Dehnungsme�streifen der
Momentenr�der. Dieser wurde anhand einer Eichkurve in das Moment umgerechnet, das
aktuell am Rad und damit an dem zu untersuchenden Gelenk anlag.
Die in Quick-Basic gelieferten Werte wurden in Microsoft-Excel� �bertragen. Es lagen
prim�r Zahlenpaar-Folgen vor:
1. der jeweilige Winkel, in dem die Messung erfolgte, in Grad,
2. das entsprechende, gemessene Moment in N*cm.
In einer Tabelle wurden paarweise untereinander s�mtliche Werte der Untersuchung eines
Pr�parates angeordnet.
Im Fall der Messung zu Stabilit�t und Lockerung handelte es sich um 321 einzelne Werte,
bei der Langzeitmessung um 801 Einzelwerte. Bei den Bruchversuchen variierte die
Anzahl je nach Stabilit�t der Arthrodese.
26
Bei den folgenden Bezeichnungen wird die Abkürzung „ART“ für „Arthrodese“ als
Sammelbegriff verwendet, wenn im Einzelfall die Präparateabkürzungen
� „PL“ für Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung
� „KD“ für zwei gekreuzte Kirschnerdrähte bzw.
� „KC“ für Kirschnerdrahtcerclage
gemeint sind.
Graphische Darstellung der Meßwerte:
� Aus den Einzelmessungen der jeweils zehn Präparate wurden zunächst die
Mittelwerte der drei Präparatgruppen für jeden Meßschritt berechnet und in einer
Graphik gegen die zeitliche Abfolge der Messung aufgetragen (ART-gesamt).
� Zur Ermittlung der Primärstabilität erfolgte die Darstellung der gemessenen
Drehmomente als Funktion der Verdrehwinkel (ART-Stabilität). Durch Verbinden
der einzelnen Meßpunkte entstanden, aufgrund mehrerer Meßzyklen übereinander
liegende, Kurven. Diese entsprechen sogenannten Hysteresisschleifen. Die
jeweilige Steigung der errechneten Approximationsgeraden wurde als Maß für die
Winkelstabilität genommen und zu weiteren Auswertungen und Vergleichen
genutzt. Sie hatte die Einheit N*cm/Grad.
� Anschließend haben wir in den Versuchsteilen „Stabilität und Lockerung“ sowie
„Dauerbelastungsversuche“ die Abnahme der Stabilität im Verlauf der Meßzyklen
ermittelt. Dafür stellten wir jeweils die Meßwerte der maximalen Verdrehwinkel
+8° Extension und -8° Flexion in Punktdiagrammen dar (ART+8°_Extension und
ART-8°_Flexion). Die als Regressionsgerade dargestellte durchschnittliche
Steigung dieser Meßpunkte wurde als Größe für die Stabilitätsabnahme
genommen. Der so ermittelte Stabilitätsverlust hatte die Einheit N*cm/Zyklus.
Die Auswertung der Ergebnisse und die statistische Analyse erfolgten in Zusammenarbeit
mit dem Mathematiker Dr. phil. Mathias Zessin von der Université Libre de Bruxelles
(Belgien).
27
IV.) Versuchsreihen
1.) Stabilität und LockerungEin Meßzyklus begann in der individuellen Neutralstellung jedes Daumens, von dort
schwenkte die Apparatur in Einzelschritten von 1� erst bis zu einer Extensionsstellung von
+8�, dann in 1�-Schritten zurück und
über den Nullpunkt hinaus in eine
Flexionsstellung von –8� und wieder
zurück auf Null. Damit war ein
Meßzyklus abgeschlossen. Nach jedem
Schritt wurde das Moment gemessen,
das für die Verbiegung aufgebracht
werden mußte. Jeder Daumen
durchlief 10 Meßzyklen.
Zunächst stellten wir den Verlauf der
einzelnen Meßwerte in einer Graphik
ART-gesamt dar (siehe Abb. 18). Die
abnehmende Höhe der Werte
entspricht einem Nachlassen der
Stabilität und damit einer Lockerung
oder Erweichung der Arthrodese.
.
a.) PrimärstabilitätZur Ermittlung der Primärstabilitäten erfolgte in
einem Punkt-Diagramm „ART-Stabilität“ die
Darstellung der gemessenen Drehmomente als
Funktion der Winkelausschläge (Abb. 19). Die
durchschnittliche Steigung dieser
Hysteresisschleifen jeden Präparates wurde
berechnet und als Approximationsgerade mit in
der Graphik dargestellt. Die Formel zu deren
Errechnung ist ebenfalls im Diagramm angegeben
und lautet allgemein
Die Steigung „m“ dieser Geradengleichung wird
Abb. 18: Beispiel für den Verlauf der Meßwerte (rot)
mit Fortschreiten der Messung. In schwarz ist der
Stabilitätsverlust angedeutet. Die X-Achse stellt die
Durchnumerierung der Meßwerte, die Y-Achse die
Momente selbst dar.
Abb. 19: Beispiel Winkelstabilität: Moment
als Funktion des Winkels, die Steigung (hier
3,1095) der schwarzen Approximations-
geraden stellt die Winkelstabilität dar.
y = m x + b
Beispiel-gesamt
-50
-40
-30
-20
-100
10
20
30
40
0 100 200 300 400
Messung (n)
Mom
ent[
N*c
m]
Beispiel-Stabilitäty = 3,1095x + 3,0928
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
-10 -5 0 5 10
Winkel [Grad]
Mom
ent[
N*c
m]
28
als Maßzahl für die Winkelstabilität der Arthrodese genommen mit der Einheit
N*cm/Grad. Der Buchstabe „b“ steht für den Abschnitt der Y-Achse, bei dem die Gerade
diese schneidet. So können die Koordinaten „x“ bzw. „y“ errechnet werden, wenn die
jeweils andere Variable bekannt ist.
Die primären Winkelstabilitäten der einzelnen Präparate einer Gruppe wurden zusammen
mit den jeweiligen maximalen Meßwerten bei Extension und Flexion in einer Tabelle fest-
gehalten (Tab. 5, 7, 9).
b.) StabilitätsabnahmeUm die Stabilitätsabnahme mathematisch zu erfassen, wurden die Meßwerte der
positiven bzw. negativen Maximalauslenkungen von jedem Meßzyklus ausgewertet, diese
Maximalwinkel entsprachen +8° Extension bzw. -8° Flexion.
Aus den zehn Arthrodesen wurden die Mittelwerte jeder Messung bei Maximalauslenkung
als Punktdiagramm dargestellt. So kam die Stabilitätsabnahme bei maximaler Extension
bzw. Flexion zur Darstellung. Durch die jeweilige Punktwolke wurde eine so genannte
Regressionsgerade gelegt, die die durchschnittliche Abnahme des aufgewendeten
maximalen Momentes im Laufe der Meßzyklen zeigt (Abb. 20 und 21).
Die Steigung „m“ der
Geradengleichung
(y = mx + b) wird als
Maßzahl für die
Stabilitätsabnahme
genommen. Sie hat
die Einheit
N*cm/Zyklus. Die
Abnahme der
Meßwerte entspricht
dem Stabilitätsverlust
der Arthrodese und
wurde für die
maximale Extension
und Flexion getrennt
bestimmt.
Abb. 20 + Abb. 21: Beispiel für den Verlauf der Meßwerte bei
Maximalauslenkung +8°Extension bzw.-8°Flexion. Die Steigung der
Regressionsgeraden ist ein Maß für den Stabilitätsverlust des Präparates.
Beispiel-8°_Flexiony = 1,1364x - 41,36
-43
-41
-39
-37
-35
-33
-31
-290 5 10Zyklus
Mom
ent[
N*cm
]bei
-8°
neg.-Erw eichung
Linear (neg.-Erw eichung)
Beispiel+8°_Extensiony = -0,4012x + 33,387
29
31
33
35
37
39
41
43
0 5 10Zyklus
Mom
ent[
N*cm
]bei
+8°
pos.-Erweichung
Linear (pos.-Erweichung)
29
Aus den Steigungen der einzelnen Regressionsgeraden wurde der Mittelwert, die Varianz
sowie die Standardabweichung berechnet und zusammen mit der Stabilitätsabnahme von
jedem Präparat in einer Tabelle wiedergegeben.
Für den Vergleich der drei Arthrodesegruppen miteinander wurde außerdem aus den
Stabilitätsabnahmen bei +8° Extension bzw. -8° Flexion der Mittelwert als
durchschnittlicher Stabilitätsverlust bestimmt.
c.) Statistische AuswertungZur Auswertung wurden aus den einzelnen Ergebnissen der jeweils zehn Präparate die
Mittelwerte berechnet. Die graphische Darstellung der Streuung der primären
Winkelstabilitäten und der Stabilitätsabnahmen innerhalb der drei Arthrodesegruppen
erfolgte als Box-Plot-Diagramme.
Zur Ermittlung, ob ein statistisch relevanter Unterschied zwischen den Primärstabilitäten
der drei Gruppen mit unterschiedlichen Arthrodese-Techniken bestand, wandten wir den
nichtparametrischen Kruskal-Wallis Test an. Wir überprüften auf dem 5%-Niveau, ob
die sogenannte Nullhypothese, „alle drei Arthrodesegruppen haben dieselbe Stabilität“,
verworfen werden kann.
d.) Vorversuche Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzug-
gurtungIn einem Vorversuch mit einer Polylactidstiftung plus resorbierbarer Doppelzuggurtung
wurde zunächst der Versuchsdurchlauf erprobt und die optimale Verzögerung zwischen
Motorbewegung und Durchführung der Messung ermittelt (siehe Anhang).
e.) Vorversuche reine FadenzuggurtungVier Finger, die nur eine Fadencerclage ohne Polylactidstift erhalten hatten, wurden im
Rahmen eines weiteren Vorversuches auf ihre Stabilität überprüft. Dieser zeigte, daß
dieses Arthrodeseverfahren eine verhältnismäßig geringe Stabilität ergibt. Der für eine
knöcherne Durchbauung notwendige Beugewiderstand wird mit dieser OP-Methode nach
unserer Einschätzung nicht erreicht, daher wurde dieses Verfahren in dieser Studie nicht
weiter berücksichtigt (siehe Anhang).
30
f.) Vorversuche zwei gekreuzte KirschnerdrähteIn einem Vorversuch mit einem Präparat mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten zeigte sich,
daß der Meßbereich von 100 N*cm des Momentenrades 1 nicht ausreichend war, daher
wurde für die Präparate mit zwei Kirschnerdrähten sowie mit Kirschnerdrahtcerclage das
Momentenrad 2 mit einem geeichten Bereich bis 200 N*cm verwendet.
g.) VersuchsdurchführungNach den Vorversuchen erfolgten die Messungen an den Präparaten mit Polylactidstiftung
plus resorbierbarer Doppelzuggurtung zur Bestimmung der Primärstabilität mit dem 100
N*cm-Momentenrad und der ermittelten, optimalen Verzögerung.
Alle Arthrodesen mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten wurden entsprechend dem
Versuchsablauf der PL-Arthrodesen mit dem 200 N*cm-Rad untersucht, ebenso haben wir
die Daumen mit Kirschnerdraht plus zusätzlicher Drahtcerclage jeweils zehnmal bis -8°
und +8° gemessen.
2.) DauerbelastungsversucheZur Ermittlung, inwieweit sich die Stabilitätseigenschaften der verschiedenen
Osteosynthesearten bei länger dauernder Belastung verändern, wurde jeweils ein Daumen
mit Polylactidstiftung plus resorbierbarer Doppelzuggurtung, einer mit zwei gekreuzten
Kirschnerdrähten und einer mit Kirschnerdrahtcerclage einer ausgedehnteren
Untersuchung unterzogen.
Wir wählten die bereits in den Hauptversuchen zur „Stabilität und Lockerung“
verwendeten Daumen PL3, KC10 und KD10 aus. Diese wurden nun weitere 50 Mal einer
zyklischen Beuge-Streckbewegung unterzogen.
Verwendung fand für alle Präparate das Momentenrad mit Meßbereich bis 200 N*cm
(MR-2), die Verzögerung zwischen Bewegung und Messung behielten wir bei. Die
Schrittgröße wurde von 1° auf 2° verdoppelt und die Anzahl der Schritte pro Meßzyklus
dementsprechend halbiert.
Jeder Daumen durchlief 50 Zyklen und somit 801 Einzelmessungen.
31
3.) Bruchversuche
a.) Vorversuch für die BruchprobenZur Ermittlung des Verhaltens bei großer Belastung wurden die verschiedenen
Osteosyntheseformen extremer Biegebeanspruchung in Flexionsrichtung unterzogen.
In einer ersten Messung für die Bruchversuche wurde ausgetestet, in welchem Bereich die
Biegebeanspruchung liegen muß, um zu einem absoluten Stabilitätsverlust innerhalb des
untersuchten Gelenkes zu führen. Diesem Vorversuch entsprechend wurde für die
Bruchversuche das Momentenrad 3 mit einem Meßbereich bis 500 N*cm verwendet.
b.) VersuchsdurchführungJeweils fünf Präparate mit Polylactidstiftung plus resorbierbarer Doppelzuggurtung,
gekreuzten Kirschnerdrähten und
Kirschnerdrahtcerclage wurden in 2°-
Schritten flektiert, bis eine Abnahme des
gemessenen Momentes anzeigte, daß sich
die Gesamtstabilität des Gelenkes verrin-
gerte. Dieses war dann als Materialermü-
dung oder Ausriß bzw. Ausbruch zu werten.
Die Arthrodese ist an ihre Belastungsgrenze
gekommen, dieses wurde als „Bruch“ be-
zeichnet.
Minimale Stabilitätsverluste bis 3,5% des
gemessenen Wertes wurden toleriert, da bei
einigen Präparaten die Meßwerte kurzzeitig
leicht abnahmen, ohne daß es zu einer
Beschädigung der Arthrodesenanordnung
kam.
Die Bruchversuche wurden an jeweils fünf
PL-, KD- sowie KC-Präparaten in o.g. Weise bis zur Materialermüdung durchgeführt.
Abb. 22: KD-Präparat nach durchgeführtem
Bruchversuch mit frakturiertem Knochen und
ausgebrochenen Bohrdrähten.
32
B.) Retrospektive klinische Studie: MethodeFür die klinische Nachuntersuchung wurden anhand der OP-Unterlagen die Daten der
Patienten herausgesucht, die in der rheumaorthopädischen Abteilung des St. Josef-
Hospitals in Bochum eine Daumengrundgelenkarthrodese mit Polylactid-Stift und
Fadenzuggurtung zwischen Juni 1999 und Februar 2002 erhalten hatten. Es handelte sich
um 15 Patienten, die angeschrieben und eingeladen wurden, an einer Nachuntersuchung
teilzunehmen. Alle konnten im Zeitraum von September bis November 2002 klinisch
nachuntersucht werden.
I.) OP-MethodeBei den in der Studie beteiligten Patienten war in gleicher Weise eine Osteosynthese mit
resorbierbaren Materialien zur Versteifung eines Daumengrundgelenkes durchgeführt
worden:
Es war eine Inzision von ca. 4 cm Länge dorsal über dem MCP-I-Gelenk und die
subperiostale Freipräparation der Gelenkkapsel erfolgt. Nach Gelenkeröffnung wurde der
Knorpel mit der restlichen Synovia reseziert und die subchondrale Sklerose abgetragen.
Anschließend bohrte der Operateur den Grundgelenkschaft mittels 2 mm-Bohrer auf und
dann retrograd zurück. Es folgten jeweils zweifache Bohrungen durch die Grundphalanx
und den Mittelhandknochen, durch die ein
resorbierbarer 1/0-er PDS-Faden geführt wurde. Im
Anschluß wurde der resorbierbare PL-Pin eingepreßt.
Dann wurde Kompression auf die Knochenenden
gebracht durch ein zweifaches kräftiges Verknoten des
resorbierbaren Fadens im Sinne einer doppelten
Zuggurtung. Der erste Knoten erfolgte direkt nach
Austritt aus dem Mittelhandknochen, ein weiterer hinter
dem Polylactidstift. Anschließend wurde der PL-Pin
knapp über dem Knochenniveau gekürzt. Zum Schluß
erfolgten nach sorgfältiger Blutstillung der Verschluß
der Bindegewebsschichten und die Hautnaht.
Die angestrebte Arthrodesenstellung wurde angeglichen
an die anatomischen und funktionalen Gegebenheiten
bei jedem einzelnen Patienten. Daher variieren die
Winkel in den operierten Gelenken deutlich. Es erfolgte Abb. 23: Foto OP-Situs.
33
eine postoperative Ruhigstellung der operierten Finger in einer Daumenabduktionshülse
für 6 Wochen sowie eine frühzeitige Beübung der übrigen Fingergelenke.
II.) PatientenkollektivDie Daten der retrospektiven klinischen Nachuntersuchung stammen von 11 Frauen und 4
Männern. Alle waren Patienten mit langjähriger und fortgeschrittener Rheumatoider
Arthritis. Das Alter lag zwischen 39 und 88 Jahren zum Zeitpunkt der Untersuchung, im
Durchschnitt 65,2 Jahre.
Die Eingriffe lagen zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung zwischen 8 Monate und 3,5
Jahre, im Durchschnitt 22 Monate, zurück.
Bei der OP waren die Patienten zwischen 37 und 85 Jahre (durchschnittlich 62 Jahre) alt.
Bei ihnen waren neun rechte und sieben linke Daumen versteift worden.
Eine Patientin hatte beide Seiten –mit einjährigem Abstand- operieren lassen. Bei ihr
werden die beiden Operationen in dieser Studie einzeln und damit die Patientin doppelt
gezählt, so daß es sich um 16 untersuchte Daumen handelt. Tab. 2: Übersicht über die Untersuchungsdaten der klinischen Studie.
Geschlecht Alter bei OP operierte Seite Zeit zw. OP und
(weiblich/männlich) (Jahre) (rechts/links) Untersuchung
w 79 R 2 Jahre
m 71 R 2,5 Jahre
m 62 R 1,5 Jahre
m 71 L 8 Monate
w 69 R 1,5 Jahre
m 37 R 1,5 Jahre
w 45 R 2 Jahre
w 45 L 3 Jahre
w 63 L 1 Jahre
w 66 L 3 Jahre
w 56 L 1,5 Jahre
w 66 L 8 Monate
w 63 R 1,5 Jahre
w 62 L 2 Jahre
w 54 R 1,5 Jahre
w 85 R 3,5 Jahre
34
III.) Untersuchungen
1.) Subjektive PatientenbefragungZur Beurteilung der Operationsergebnisse erfolgte eine Befragung der Patienten bezüglich
ihrer Zufriedenheit mit dem OP-Ergebnis, ihrer Einschätzung der postoperativen Funktion
des versteiften Daumens und bezüglich noch empfundener Schmerzen.
Die Einschätzungen der Patienten wurden zur Vereinfachung nach drei Qualitäten geordnet
und diese zur graphischen Darstellung den Zahlen 0 bis 2 zugeordnet:
Tab. 3: Übersicht über die Einstufungsqualitäten der Ergebnisse der Patientenbefragung.
Kategorie Zufriedenheit Funktion Schmerzen
0 gering schlecht Ruheschmerz
1 mäßig mittel Belastungsschmerz
2 hoch gut schmerzfrei
2.) Klinische Untersuchung
a.) Arthrodesenstabilität und -stellungBeim Nachuntersuchungstermin wurde die klinische Stabilität geprüft und eine eventuelle
Restbeweglichkeit in Winkelgrad gemessen. Außerdem wurde der Winkel ermittelt, in dem
Mittelhandknochen und Daumengrundglied zueinander in Flexionsstellung standen.
Die Stabilität wurde nach drei Qualitäten eingeteilt und diese zur graphischen Darstellung
den Zahlen 0 bis 2 zugeordnet:
Tab. 4: Übersicht über die Einstufungsqualitäten der Arthrodesenstabilität und –stellung.
Kategorie Stabilität Restbeweglichkeit
0 Pseudarthrose > 10°
1 straffe Pseudarthrose ca. 3°
2 stabil 0°
35
b.) FunktionsprüfungZur Beurteilung der Alltagstauglichkeit wurde die
Funktion des operierten Daumens und damit der ganzen
Hand mit Hilfe des Spitzgriffes und des Schlüsselgriffes
getestet.
Für den Spitzgriff mußten die Patienten zeigen, ob sie die
Spitze des Daumens mit den einzelnen Fingerspitzen
berühren konnten. Funktionierte dieses mit dem
Zeigefinger, wurde das als positiver Spitzgriff 2
vermerkt, das Erreichen des Kleinfingers als Spitzgriff 5,
Mittelfinger und Ringfinger entsprechend.
Für den Schlüsselgriff mußten die Patienten zeigen, ob sie
die Innenflächen der Langfingerendglieder mit der Innen-
fläche des distalen Daumengliedes zusammenbringen
konnten. War dieses mit allen Fingern möglich, wurde
dies, dem Spitzgriff entsprechend, als positiver Schlüssel-
griff 2-5 notiert.
3.) Radiologische Beurteilung Wir werteten vorliegende postoperative Röntgenbilder (9 Bilder von 16 operierten
Daumen) mit der Frage nach radiologischen Zeichen einer knöchernen Durchbauung aus.
Als radiologisch durchbaut wurde ein Bild gewertet, wenn der ehemalige Gelenkspalt
nachweisbar durch Knochenbälkchen überbrückt war. Es wurden aus ethischen
Überlegungen keine Röntgenbilder eigens angefertigt, um die Patienten keiner unnötigen
Strahlenbelastung auszusetzen.
Abb. 24: Darstellung des Spitzgriffes 5
(Daumen und Kleinfinger).
Abb. 25: Darstellung des
Schlüsselgriffes 2 (Daumen und
Zeigefinger).
36
Ergebnisse A.) Ergebnisse der biomechanischen Studie
I.) Stabilität und Lockerung
1.) Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung Die Abfolge der durchschnittlichen Meßwerte der PL-Präparate ist in Abb. 26 dargestellt.
a.) Primäre PL-WinkelstabilitätDie durchschnittliche primäre Winkelstabilität der Präparate mit Polylactidstiftung plus
resorbierbarer Doppelzuggurtung beträgt 2,94 N*cm/Grad. Die Winkelstabilitäten der
einzelnen PL-Arthrodesen haben eine Varianz von 1,57 (N*cm/Grad)² und eine
Standardabweichung von 1,25 N*cm/Grad (siehe Tab. 5 und Abb. 27).
Im Mittel aller zehn Präparate betrug das maximal aufzubringende Moment bei
Extension 27,7N*cm mit einer Varianz von 272,6 (N*cm)², bei Flexion -35N*cm mit einer
Varianz von 197,7 (*cm)².
Abb. 26: Graphik PL-gesamt: Darstellung der 321 einzelnen
Meßergebnisse (des jeweiligen Durchschnitts aus den zehn Präparate
mit Polylactidstiftung plus resorbierbarer Zuggurtung) in N*cm (Höhe
der Kurven) gegen die Abfolge der Meßschritte(von links nach rechts).
PL-gesamt
-40-30-20-10
010203040
0 50 100 150 200 250 300 350
Messung (n)
Mom
ente
(N*c
m)
37
Tab. 5: Übersicht über die Winkelstabilitäten (Steigungen der einzelnen PL-Stabilität-Graphiken) und die
maximalen Meßwerte bei Extension bzw. Flexion der einzelnen PL-Präparate. Mit Mittelwert sowie
Varianz und Standardabweichung. Kleinster und größter Wert sind farbig hinterlegt.
PL-Arthrodesen
Winkelstabilität
(N*cm/Grad)
maximaler Meßwert
bei Extension (N*cm)
maximaler Meßwert
bei Flexion (N*cm)
PL01 4,51 48,1 -52,2
PL02 3,53 22,5 -41,7
PL03 1,43 10,1 -16,4
PL04 4,95 63,6 -47,7
PL05 4,17 39,7 -50,2
PL06 1,91 23,1 -19,5
PL07 1,79 10,8 -29,7
PL08 3,07 24,6 -47,7
PL09 1,36 15,4 -13,8
PL10 2,64 19,2 -30,6
Mittelwert 2,94 27,71 -34,95
Varianz: 1,57 272,57 197,74
Standardabw. 1,25 16,51 14,06
Abb. 27: Graphik PL-Stabilität. Durchschnittliche Meßwerte der Arthrodesen mit Polylactidstiftung plus
resorbierbarer Doppelzuggurtung, aufgetragen gegen den Meßwinkel. Die durchschnittliche Steigung der
schwarzen Approximationsgeraden (Geradengleichung oben rechts) ist das Maß für die Winkelstabilität.
PL -Stabilitäty = 2,9356 x - 0,8854
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
-10 -5 0 5 10
Winkel [grad]
Mom
ente
[N*c
m]
38
b.) PL-Stabilitätsabnahme Die Stabilitätsabnahmen der einzelnen Präparate mit Polylactidstiftung plus resorbierbarer
Doppelzuggurtung bei Extension (+8°) haben einen Mittelwert von -0,19 N*cm/Zyklus
mit einer Varianz von 0,02 (N*cm/Zyklus)² und einer Standardabweichung von 0,15
N*cm/Zyklus.
Die Stabilitätsabnahme bei Flexion (-8°) hat einen Mittelwert von 0,41 N*cm/Zyklus mit
einer Varianz von 0,07 (N*cm/Zyklus)² und einer Standardabweichung von 0,27
N*cm/Zyklus.
Der Mittelwert der durchschnittlichen Stabilitätsabnahme bei Extension und Flexion
aller PL-Präparate beträgt 0,3 N*cm/Zyklus mit einer Varianz von 0,03 (N*cm/Zyklus)²
und einer Standardabweichung von 0,18 N*cm/Zyklus.
Tabelle 6 gibt einen Überblick über die Stabilitätsabnahmen der einzelnen Polylactid-
Präparate bei maximaler Extension, Flexion und dem Mittelwert aus beiden.
Tab. 6: Stabilitätsabnahmen der einzelnen PL-Arthrodesen in N*cm/Zyklus bei Maximalwinkel +8°
Extension, -8° Flexion bzw. dem Mittelwert aus den entsprechenden Beträgen. Mit Mittelwert, Varianz &
Standardabweichung. Kleinster (blau) und größter (gelb) Wert sind farbig hinterlegt.
PL- Stabilitätsverlust
(N*cm / Zyklus)+8°Extension -8° Flexion MW (+/-8°)
PL01 -0,30 0,68 0,49
PL02 -0,16 0,45 0,31
PL03 -0,10 0,23 0,17
PL04 -0,48 0,73 0,61
PL05 -0,42 0,48 0,45
PL06 -0,14 0,20 0,17
PL07 -0,10 0,23 0,17
PL08 -0,07 0,89 0,48
PL09 -0,13 0,01 0,07
PL10 +0,01 0,20 0,11
Mittelwert -0,19 0,41 0,30
Varianz 0,02 0,07 0,03
Standardabweichung 0,15 0,27 0,18
39
Die durchschnittlichen Meßwerte der 10 Zyklen bei +8° Extension bzw. -8° Flexion sind
in der Graphik PL+8°_Extension bzw. PL-8°_Flexion dargestellt (Abb.28 und 29).
PL+8°_Extension
y = -0,1874x + 27,255
25
26
27
28
0 5 10
Zyklus (n)
Mom
ente
(N*c
m)b
eiW
inke
l+´8
°
PL-8°_Flexiony = 0,4107x - 34,517
-34
-33
-32
-31
-300 5 10
Zyklen (n)M
omen
te(N
*cm
)bei
-8°
Abb. 28 und Abb. 29: Graphiken zum Stabilitätsverlust der PL-Präparate bei +8° Extension bzw.
-8° Flexion. Darstellung des Verlaufes der durchschnittlichen Meßwerte bei maximaler Extension(links)
bzw. Flexion (rechts). Die Steigungen der Regressionsgeraden sind das Maß für die Stabilitätsabnahme.
40
2.) Zwei gekreuzte Kirschnerdrähte
Die Abfolge der
durchschnittlichen
Meßwerte der PL-
Präparate ist in Abb. 30
dargestellt.
a.) Primäre KD-WinkelstabilitätDie durchschnittliche primäre Winkelstabilität der Präparate mit zwei gekreuzten
Kirschnerdrähten beträgt 5,24 N*cm/Grad. Die Winkelstabilitäten der einzelnen KD-
Arthrodesen haben eine Varianz von 7,41 (N*cm/Grad)² und eine Standardabweichung
von 2,72 N*cm/Grad (siehe Tab. 7 und Abb. 31).
Im Mittel aller zehn Präparate betrug das maximal aufzubringende Moment bei
Extension 47,5N*cm mit einer Varianz von 237,1 (N*cm)², bei Flexion -60,6N*cm mit
einer Varianz von 1617,1 (N*cm)².
Abb. 30: Graphik KD-gesamt: Darstellung der 321 einzelnen
Meßergebnisse (jeweiliger Durchschnitts der zehn Präparate mit zwei
gekreuzten Kirschnerdrähten) in N*cm gegen die Abfolge der Meßschritte.
KD-gesamt
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
0 100 200 300 400
Messung (n)
Mom
ente
[N*c
m]
41
Tab. 7: Übersicht über die Winkelstabilitäten (Steigungen der einzelnen KD-Stabilität-Graphiken) und die
maximalen Meßwerte bei Extension bzw. Flexion der einzelnen KD-Präparate. Mit Mittelwert sowie
Varianz und Standardabweichung. Kleinster und größter Wert sind farbig hinterlegt.
KD-Arthrodesen
Winkelstabilität
(N*cm/Grad)
maximaler Meßwert
bei Extension (N*cm)
maximaler Meßwert
bei Flexion (N*cm)
KD-01 4,57 55,6 -44
KD-02 2,92 28,2 -33
KD-03 2,59 21,7 -30,8
KD-04 3,18 45,9 -27,1
KD-05 4,14 51,5 -41,3
KD-06 10,76 65,7 -148,5
KD-07 5,94 55,9 -82,4
KD-08 4,36 36,1 -43,5
KD-09 9,98 73,5 -120,4
KD-10 3,99 41,1 -34,5
Mittelwert 5,24 47,52 -60,55
Varianz 7,41 237,10 1617,14
Standardabw. 1,25 15,40 40,21
Abb. 31: Graphik KD-Stabilität. Durchschnittliche Meßwerte der Arthrodesen mit zwei gekreuzten
Kirschnerdrähten, aufgetragen gegen den Meßwinkel. Die durchschnittliche Steigung der schwarzen
Approximationsgeraden (Geradengleichung oben rechts) ist das Maß für die Winkelstabilität.
KD-Stabilitäty = 5,2437x - 1,0343
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
-10 -5 0 5 10
Winkel [grad]
Mom
ent[
N*c
m]
42
b.) KD-Stabilitätsabnahme Die Stabilitätsabnahmen der einzelnen Präparate mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten bei
+8° Extension haben einen Mittelwert von -0,4 N*cm/Zyklus mit einer Varianz von 0,03
(N*cm/Zyklus)² und einer Standardabweichung von 0,19 N*cm/Zyklus.
Die Stabilitätsabnahme bei -8° Flexion hat einen Mittelwert von 0,53 N*cm/Zyklus mit
einer Varianz von 0,18 (N*cm/Zyklus)² und einer Standardabweichung von 0,43
N*cm/Zyklus.
Der Mittelwert der durchschnittlichen Stabilitätsabnahme bei Extension und Flexion
aller KD-Präparate beträgt 0,46 N*cm/Zyklus mit einer Varianz von 0,07 (N*cm/Zyklus)²
und einer Standardabweichung von 0,27 N*cm/Zyklus.
Tabelle 8 gibt einen Überblick über die einzelnen Stabilitätsabnahmen bei maximaler
Extension, Flexion und dem Mittelwert aus beidem.
Tab. 8: Stabilitätsabnahmen der einzelnen KD-Arthrodesen in N*cm/Zyklus bei Maximalwinkel +8°
Extension, -8° Flexion bzw. dem Mittelwert aus den entsprechenden Beträgen. Mit Mittelwert, Varianz &
Standardabweichung. Kleinster (blau) und größter (gelb) Wert sind farbig hinterlegt.
Stabilitätsverlust (N*cm/Zyklus) +8°_Extension -8°_Flexion MW (+/-8°)
KD01 -0,58 0,51 0,55
KD02 -0,29 0,23 0,26
KD03 -0,25 0,14 0,20
KD04 -0,57 0,32 0,45
KD05 -0,32 0,30 0,31
KD06 -0,21 1,31 0,76
KD07 -0,59 1,22 0,91
KD08 -0,15 0,17 0,16
KD09 -0,72 0,91 0,82
KD10 -0,29 0,14 0,22
Mittelwert -0,40 0,53 0,46
Varianz 0,03 0,18 0,07
Standardabweichung 0,19 0,43 0,27
43
Die durchschnittlichen Meßwerte der 10 Zyklen bei +8° Extension bzw. -8° Flexion sind
in der Graphik KD+8°_Extension bzw. KD-8°_Flexion dargestellt (Abb.32 und 33).
KD+8°_Extensiony = -0,3956x + 46,847
42
44
46
48
0 5 10Zyklus (n)
Mom
ent(
N*c
m)b
ei+8
°KD-8°_Flexion
y = 0,5276x - 59,83
-62
-60
-58
-56
-540 5 10
Zyklen (n)M
omen
te(N
*cm
)bei
-8°
Abb. 32 und Abb. 33: Graphiken zum Stabilitätsverlust der KD-Präparate bei +8° Extension bzw.
-8° Flexion. Darstellung des Verlaufes der durchschnittlichen Meßwerte bei maximaler Extension(links)
bzw. Flexion (rechts). Die Steigungen der Regressionsgeraden sind das Maß für die Stabilitätsabnahmen.
44
3.) Kirschnerdrahtcerclagen
Wie bei den vorhergehenden
Arthrodesegruppen wurde
auch bei den Präparaten mit
Kirschnerdrahtcerclage die
Abfolge der durchschnitt-
lichen einzelnen Meßwerte
als Graphik KC-gesamt
dargestellt (Abb. 34).
a.) Primäre KC-WinkelstabilitätDie durchschnittliche primäre Winkelstabilität der Präparate mit Kirschnerdrahtcerclage
beträgt 5,24 N*cm/Grad. Die Winkelstabilitäten der einzelnen KC-Arthrodesen haben eine
Varianz von 1,65 (N*cm/Grad)² und eine Standardabweichung von 1,28 N*cm/Grad (siehe
Tab. 9 und Abb. 35).
Im Mittel aller zehn Präparate betrug das maximal aufzubringende Moment bei
Extension 36,4 N*cm mit einer Varianz von 73,2 (N*cm)², bei Flexion -54,9 N*cm,
Varianz 185,8 (N*cm)².
Abb. 34: Graphik KC -gesamt. Darstellung der 321 einzelnen
Meßergebnisse (jeweiliger Durchschnitts aus den zehn
Kirschnerdrahtcerclagen) in N*cm gegen die Abfolge der Meßschritte.
KC-gesamt
-60
-40
-20
0
20
40
0 50 100 150 200 250 300 350
Messung (n)M
omen
t[N
*cm
]
45
Tab. 9: Übersicht über die Winkelstabilitäten (Steigungen der einzelnen KC-Stabilität-Graphiken) und die
maximalen Meßwerte bei Extension bzw. Flexion der einzelnen KC-Präparate. Mit Mittelwert sowie
Varianz und Standardabweichung. Kleinster und größter Wert sind farbig hinterlegt.
KC-Arthrodesen
Winkelstabilität
(N*cm/Grad)
maximaler Meßwert
bei Extension (N*cm)
maximaler Meßwert
bei Flexion (N*cm)
KC1 4,85 33 -62,1
KC2 3,11 34 -42,4
KC3 4,3 31,4 -51,2
KC4 3,8 29,9 -50,4
KC5 2,65 28,8 -38,7
KC6 3 30 -45
KC7 4,9 38,8 -57,6
KC8 6,3 55,8 -67,3
KC9 6,72 49 -87
KC10 4,45 33,6 -46,9
Mittelwert 4,41 36,43 -54,86
Varianz 1,65 73,20 185,79
Standardabw. 1,25 8,56 13,63
KC-Stabilitäty = 4,4074x + 0,7137
-60
-40
-20
0
20
40
60
-10 -5 0 5 10
Winkel [Grad]
Mom
ent[
N*c
m]
Abb. 35: Graphik KC-Stabilität. Durchschnittliche Meßwerte der Arthrodesen mit Kirschnerdrahtcerclage,
aufgetragen gegen den Meßwinkel. Die durchschnittliche Steigung der schwarzen Approximationsgeraden
(Geradengleichung oben rechts) ist das Maß für die Winkelstabilität.
46
b.) KC-Stabilitätsabnahme Die Stabilitätsabnahmen der einzelnen Präparate mit Kirschnerdrahtcerclage bei +8°
Extension haben einen Mittelwert von -0,23 N*cm/Zyklus mit einer Varianz von 0,07
(N*cm/Zyklus)² und einer Standardabweichung von 0,26 N*cm/Zyklus.
Die Stabilitätsabnahme bei -8° Flexion hat einen Mittelwert von 0,87 N*cm/Zyklus mit
einer Varianz von 0,09 (N*cm/Zyklus)² und einer Standardabweichung von
0,31 N*cm/Zyklus.
Der Mittelwert der durchschnittlichen Stabilitätsabnahme bei Extension und Flexion
aller KC-Präparate beträgt 0,55 N*cm/Zyklus mit einer Varianz von 0,07 (N*cm/Zyklus)²
und einer Standardabweichung von 0,26 N*cm/Zyklus.
Tabelle 10 gibt einen Überblick über die Stabilitätsabnahmen der einzelnen
Kirschnerdrahtcerclage-Präparate bei maximaler Extension, Flexion und dem Mittelwert
aus beiden.
Tab. 10: Stabilitätsabnahmen der einzelnen KC-Arthrodesen in N*cm/Zyklus bei Maximalwinkel +8°
Extension, -8° Flexion bzw. dem Mittelwert aus den entsprechenden Beträgen. Mit Mittelwert, Varianz &
Standardabweichung. Kleinster (blau) und größter (gelb) Wert sind farbig hinterlegt.
KC- Stabilitätsverlust
(N*cm / Zyklus)+8°Extension -8° Flexion MW (+/-8°)
KC01 -0,12 0,80 0,46
KC02 -0,40 1,14 0,77
KC03 -0,07 0,68 0,38
KC04 -0,07 0,82 0,45
KC05 -0,09 1,21 0,65
KC06 -0,94 1,44 1,19
KC07 -0,10 0,85 0,48
KC08 -0,21 0,52 0,37
KC09 -0,22 0,89 0,56
KC10 -0,05 0,36 0,21
Mittelwert -0,23 0,87 0,55
Varianz 0,07 0,09 0,07
Standardabweichung 0,26 0,31 0,26
47
Die durchschnittlichen Meßwerte der 10 Zyklen bei +8° Extension bzw. -8° Flexion sind
in der Graphik KC+8°_Extension bzw. KC-8°_Flexion dargestellt (Abb.36 und 37).
KC+8°_Extensiony = -0,2261x + 35,975
33
34
35
36
37
0 5 10Zyklus
Mom
ente
(N*c
m)b
ei+8
°KC-8°_Flexion
y = 0,8716x - 53,837
-56
-52
-48
-440 5 10
Zyklus
Mom
ente
(N*c
m)b
ei-8
°
Abb. 36 und Abb. 37: Graphiken zum Stabilitätsverlust der KC-Präparate bei +8° Extension bzw.
-8° Flexion. Darstellung des Verlaufes der durchschnittlichen Meßwerte bei maximaler Extension (links)
bzw. Flexion (rechts). Die Steigungen der Regressionsgeraden sind das Maß für die Stabilitätsabnahme.
48
II.) Dauerbelastungsversuche
1.) Polylactidstiftung plus resorbierbare Doppelzuggurtung Abbildung 38 stellt die Meßwerte der 50 Meßzyklen des Präparates mit Polylactidstiftung
plus resorbierbarer Doppelzuggurtung in ihrer zeitlichen Abfolge dar.
PL 50-Zyklen
-20
-10
0
10
20
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Messung (n)
Mom
ent
[N*c
m]
Abb. 38: Meßwerte der Langzeitmessung PL_50.
Es zeigt sich bei +8° Extension (Abb. 39) eine Abnahme der Winkelstabilität von 0,0014
N*cm/Zyklus, wobei nach fünf Zyklen der Graph deutlich abflacht und beim 38. Zyklus
ein minimaler erneuter Anstieg der Meßwerte zu sehen war.
PL +8° Extension (50 Zyklen)y = -0,0014x + 13,091
12,813
13,213,413,6
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Zyklen (n)
Mom
ent
[N*c
m]
Abb. 39: Graphik Stabilitätsverlust bei +8°-Extension der Langzeitmessung PL_50.
Bei -8° Flexion betrug der Stabilitätsverlust 0,0358 N*cm/Zyklus, nach stärkerem
Stabilitätsverlust in den ersten 4 Zyklen ließen die Meßwerte kontinuierlich leicht nach
(Abb. 40).
PL -8° Flexion (50 Zyklen)y = 0,0358x - 16,343
-18
-17
-16
-15
-140 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Zyklen (n)
Mom
ent
[N*c
m]
Abb. 40: Graphik Stabilitätsverlust bei -8°-Flexion der Langzeitmessung PL_50.
49
2.) Zwei gekreuzte KirschnerdrähteAbbildung 41 stellt die Meßwerte der 50 Meßzyklen des Präparates mit Polylactidstiftung
plus resorbierbarer Doppelzuggurtung in ihrer zeitlichen Abfolge dar.
KD 50-Zyklen
-120-90-60-30
0306090
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Messung (n)
Mom
ent
[N*c
m]
Abb. 41: Meßwerte der Langzeitmessung KD_50.
Es zeigt sich bei +8° Extension (Abb. 42) eine Abnahme der Winkelstabilität von 0,0887
N*cm/Zyklus, wobei der Graph nach fünf Zyklen deutlich abflacht.
KD +8° Extension (50 Zyklen) y = -0,0887x + 62,372
55
60
65
70
0 10 20 30 40 50Zyklen (n)
Mom
ent
[N*c
m]
Abb. 42: Graphik Stabilitätsverlust bei +8°-Extension der Langzeitmessung KD_50.
Bei -8° Flexion betrug der Stabilitätsverlust 0,0377N*cm/Zyklus, nach stärkerem
Stabilitätsverlust in den ersten 5 Zyklen stiegen die Meßwerte wieder kontinuierlich diskret
an (Abb. 43).
KD -8° Flexion (50 Zyklen) y = -0,0377x - 104,25
-108
-106
-104
-1020 10 20 30 40 50
Zyklen (n)
Mom
ent
[N*c
m]
Abb. 43: Graphik Stabilitätsverlust bei -8°-Flexion der Langzeitmessung KD_50.
50
3.) KirschnerdrahtcerclagenAbbildung 44 stellt die Meßwerte der 50 Meßzyklen des Präparates mit Polylactidstiftung
plus resorbierbarer Doppelzuggurtung in ihrer zeitlichen Abfolge dar.
KC 50-Zyklen
-60-40-20
02040
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Messung (n)
Mom
ent
[N*c
m]
Abb. 44: Meßwerte der Langzeitmessung KC_50.
Es zeigt sich bei +8° Extension (Abb. 45) eine Abnahme der Winkelstabilität von 0,0046
N*cm/Zyklus. Nach deutlicher Abnahme der Stabilität in den ersten zehn Zyklen zeigte
der Graph einen erneuten, kontinuierlichen Anstieg.
KC +8° Extension (50 Zyklen)y = 0,0046x + 27,302
27
27,5
0 10 20 30 40 50Zyklen (n)
Mom
ent
[N*c
m]
Abb. 45: Graphik Stabilitätsverlust bei +8°-Extension der Langzeitmessung KC_50.
Bei -8° Flexion betrug der Stabilitätsverlust 0,0463N*cm/Zyklus, nach stärkerem
Stabilitätsverlust in den ersten 4 Zyklen ließen die Meßwerte kontinuierlich diskret nach
(Abb. 46).
KC -8° Flexion (50 Zyklen)y = 0,0463x - 48,362
-50
-48
-460 10 20 30 40 50
Zyklen (n)
Mom
ent
[N*c
m]
Abb. 46: Graphik Stabilitätsverlust bei -8°-Flexion der Langzeitmessung KC_50.
51
III.) BruchversuchDie jeweiligen Messungen zu den Bruchversuchen begannen am Endpunkt der
vorhergehenden Meßreihen in einer Stellung von 8° Flexion. Daher wurden die ersten
Meßwerte bei 8° erfaßt. Im Unterschied zu den vorhergehenden Versuchen erfolgen die
Angaben der Winkel und der gemessenen Werte dieser Flexionsbewegung zur
Vereinfachung als positive Zahlen.
1.) Polylactidstiftung plus resorbierbare DoppelzuggurtungDer durchschnittliche Winkel, bei
dem eine Beschädigung der
Arthrodesenanordnung durch einen
deutlichen Abfall des
aufzubringenden Momentes
angezeigt wurde, betrug bei den
Präparaten mit Polylactidstiftung
plus resorbierbarer Doppelzug-
gurtung 56°, das entsprechende
Moment 124 N*cm (siehe Tab.
11). Abbildung 48 zeigt die
graphische Darstellung der PL-
Bruchversuche, es ist das
jeweilige gemessene Moment gegen den Flexionswinkel aufgetragen.Tab. 11: Übersicht über die Flexionswinkel und Momente der PL-Bruchversuche, bei denen die
aufzubringenden Momente und damit die Stabilität entscheidend nachließen. Mit Varianz und
Standardabweichung.
Präparat Bruch-Winkel (° Flexion) Bruch-Moment (N*cm)
PL_B_02 56 128
PL_B_03 32 72
PL_B_05 70 212
PL_B_09 50 107
PL_B_10 70 101
Durchschnitt: 56 124
Varianz 201 2238
Standardabweichung 14,2 47,3
Abb. 47: Nach erfolgtem Bruchversuch an einem PL-Präparat
deutlich erkennbarer geöffneter Gelenkspalt mit dem
penetrierendem PL-Stift und der Fadencerclage.
52
PL-Bruch (Flexion)
0
50
100
150
200
250
300
350
8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72Winkel (Grad)
Mom
ent(
N*c
m) PL_B-02
PL_B-03
PL_B-05
PL_B-09
PL_B-10
Abb. 48: Graphik Bruchversuche der PL-Arthrodesen. Das gemessene Moment ist gegen den
Flexionswinkel aufgetragen. Der Stabilitätsverlust ist an der steil abnehmenden Kurve zu erkennen.
2.) Zwei gekreuzte KirschnerdrähteDer durchschnittliche Winkel, bei dem eine Beschädigung der Arthrodesenanordnung
durch einen deutlichen Abfall des aufzubringenden Momentes angezeigt wurde, betrug bei
den Präparaten mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten 30°, das entsprechende Moment
172 N*cm (siehe Tab. 12, graphische Darstellung Abb. 49).
Tab. 12: Übersicht über die Flexionswinkel und Momente der KD-Bruchversuche, bei denen die
aufzubringenden Momente und damit die Stabilität entscheidend nachließen. Mit Varianz und
Standardabweichung.
Präparat Bruch-Winkel (° Flexion) Bruch-Moment (N*cm)
KD_B_1 22 146
KD_B_6 18 124
KD_B_9 34 161
KD_B_10 28 315
KD_B_11 50 114
Durchschnitt: 30 172
Varianz 122 5372
Standardabweichung 11,0 73,3
53
KD-Bruch (Flexion)
0
50
100
150
200
250
300
350
8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48Winkel (Grad)
Mom
ent(
N*c
m)
KD_B_1KD_B_6KD_B_9KD_B_10KD_B_11
Abb. 49: Graphik KD-Bruchversuche. Das gemessene Moment ist gegen den Flexionswinkel aufgetragen.
Der Stabilitätsverlust ist an der steil abnehmenden Kurve zu erkennen.
Der Bruchversuch des Präparates KD_B_11 wurde bei 50° abgebrochen. Es war die von
Anfang an mit Abstand instabilste KD-Arthrodese, die auch nach einer weiten Verbiegung
kaum eine Zunahme der Meßwerte zeigte.
3.) KirschnerdrahtcerclageDer durchschnittliche Winkel, bei dem eine
Beschädigung der Arthrodesenanordnung durch
einen deutlichen Abfall des aufzubringenden
Momentes angezeigt wurde, betrug bei den
Präparaten mit Kirschnerdrahtcerclage 24°, das
entsprechende Moment 126 N*cm (siehe Tab.
13).
Abbildung 51 zeigt die graphische Darstellung
der einzelnen KC-Bruchversuche, es ist das
jeweilige gemessene Moment gegen den
Flexionswinkel aufgetragen.
Abb. 50: Nach erfolgtem Bruchversuch am
Präparat KD-06 deutlich erkennbarer geöffneter
Bruchspalt mit den zwei gekreuzten, deformierten
Kirschnerdrähten.
54
Tab. 13: Übersicht über die Flexionswinkel und Momente der KC-Bruchversuche, bei denen die
aufzubringenden Momente und damit die Stabilität entscheidend nachließen. Mit Varianz und
Standardabweichung.
Präparat Bruch-Winkel (° Flexion) Bruch-Moment (N*cm)
KC_B_2 16 80
KC_B_3 20 93
KC_B_4 34 144
KC_B_9 28 241
KC_B_10 20 71
Durchschnitt 24 126
Varianz 42 3939
Standardabweichung 6,5 62,8
KC-Bruch (Flexion)
0
50
100
150
200
250
300
350
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
Winkel (Grad)
Mom
ent(
N*c
m)
KC_B_2KC_B_3KC_B_4KC_B_9KC_B_10
Abb. 51: Graphik der Bruchversuche der KC-Arthrodesen. Das gemessene Moment ist gegen den
Flexionswinkel aufgetragen. Ein Nachlassen der Stabilität ist an der abnehmenden Kurve zu erkennen.
55
IV.) Ergebniszusammenfassung der biomechanischen Studie
1.) Stabilität und Lockerung
a.) Primäre Winkelstabilität Die höchste primäre Winkelstabilität hatten mit 5,24 N*cm/Grad im Durchschnitt die
Präparate mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten, jedoch ist ihre Varianz etwa um das 4,5-
fache höher als bei den zwei anderen Gruppen. Die Werte streuen also wesentlich weiter
und das OP-Ergebnis läßt sich schlechter vorhersagen (siehe Abb. 53).
Die zweithöchste Primärstabilität zeigten die Präparate mit Kirschnerdrahtcerclage, sie
lagen mit 4,41 N*cm/Grad über den Werten der Präparate mit Polylactidstiftung plus
resorbierbarer Doppelzuggurtung (2,94 N*cm/Grad). Die Varianzen dieser beiden Gruppen
unterschieden sich mit 1,65 (N*cm/Grad)² bzw. 1,57 (N*cm/Grad)² kaum (siehe Tab. 14).
Tab. 14: Vergleich der Primärstabilitäten der verschieden Arthrodesegruppen mit Mittelwert,
Varianz, Standardabweichung sowie größtem und kleinstem Wert.
Das Verhältnis der durchschnittlichen maximalen Meßwerte der drei Arthrodesegruppen
zueinander entspricht dem der Winkelstabilität. Bei Extension haben im Durchschnitt aller
zehn Präparate die PL-Arthrodesen mit 27,7 N*cm den niedrigsten Wert, es folgen die KC-
Präparate mit 36,4 N*cm, die KD-Arthrodesen haben mit 47,5 N*cm die höchsten
Ergebnisse. Der maximale Meßwert bei Flexion beträgt bei den PL-Daumen -35 N*cm, bei
den KC-Arthrodesen -54,9 N*cm und bei den KD-Präparaten -60,6 N*cm (siehe Tab.15).Tab. 15: Übersicht über die primären Winkelstabilitäten und die maximalsten Meßwerte der drei
Arthrodesegruppen. Angabe der Stabilitäten absolut (N*cm/Grad) und als Prozent von der stabilsten
Gruppe (KD-Präparate). Durchschnittliche Maximalmeßwerte (N*cm) bei Extension und Flexion.
Stabilität
absolut
(N*cm/Grad)
%
von KD
Maximalmoment
bei Extension (N*cm)
Maximalmoment
bei Flexion (N*cm)
PL 2,94 56 27,7 -35
KD 5,24 100 47,5 -60,6
KC 4,41 84 36,4 -54,9
Winkelstabilität Mittelwert
(N*cm/º)
Minimum
(N*cm/º)
Maximum
(N*cm/º)
Varianz
([N*cm/º]²)
Standard-
abweichung
PL-Arthrodesen 2,94 1,36 4,95 1,57 1,25
KD-Arthrodesen 5,24 2,59 10,76 7,41 2,72
KC-Arthrodesen 4,41 2,65 6,72 1,65 1,28
56
Die statistische Auswertung der primären Winkelstabilitäten der drei Arthrodesegruppen
wird in Tab. 16 sowie als Box-Plot-Diagramm in Abb. 54 dargestellt.
Tab. 16: Statistische Auswertung der durchschnittlichen Winkelstabilität
Winkelstabilität in
N*cm/GradPL-
Präparate
KD-
Präparate
KC-
Präparate
Median: 2,85095 4,25075 4,3703
1. Quartil: 1,7853 3,178 3,1095
3. Quartil: 4,1699 5,939 4,898
Interquartilsabstand (IQA): 2,3846 2,761 1,7885
IQA x 1,5: 3,5769 4,1415 2,68275
Ende oberer Whisker: 4,9506 9,9829 6,7227
Ende unterer Whisker: 1,3646 2,5916 2,6543
Ausreißer: / 10,764 /
Abb. 52: Graphischer Vergleich der
Primärstabilitätsvarianzen.
Abb. 53: Vergleich der Winkelstabilitäten der drei
Arthrodesegruppen untereinander (in N*cm/Grad).
Vergleich Primärstabilität
2,94
5,24
4,41
0
2
4
6
PL KD KC
Win
kels
tabi
lität
(N*c
m/G
rad)
Varianz der Primärstabilitäten
1,57
7,41
1,65
0
2
4
6
8
PL KD KC
Varia
nz(N
*cm
/Gra
d)² Varianz
57
Abb. 54: Box-Plot-Darstellung der primären Winkelstabilität der drei Arthrodesegruppen.
Bei der Anwendung des nichtparametrischen Kruskal-Wallis-Test auf dem 5%-Niveau
erhielten wir f�r die PL-Pr�parate einen mittleren Rang von 10,2, f�r die Pr�parate mit
zwei gekreuzten Kirschnerdr�hten einen mittleren Rang von 18,2 und f�r die
Kirschnerdrahtcerclagen einen mittleren Rang von 18,1. Dies ergibt bei einer Testung von
drei Datengruppen mit je 10 Werten ein �2 von 5,43, was einem P-Wert von 0,06
entspricht.
Die sogenannte Nullhypothese, �alle drei Arthrodesegruppen haben dieselbe Stabilit�t�,
kann also nicht abgelehnt werden. Das hei�t, da�
mit diesem Test aufgrund des geringen
Datenumfangs statistisch kein Unterschied
zwischen den verschiedenen Arthrodesegruppen
nachweisbar ist, da die Differenz zwischen den
Stabilit�ten zu gering ist.
Es l��t sich jedoch eine Tendenz in der Stabilit�t
erkennen (Abb. 55). Die prim�re Winkelstabilit�t
der Pr�parate mit Polylactidstiftung plus
resorbierbarer Doppelzuggurtung betrug 56% und
die der Kirschnerdrahtcerclage-Pr�parate 84% der
Stabilit�t der Daumen, die durch zwei gekreuzte
Kirschnerdr�hte versorgt worden waren.
Abb. 55: Vergleich der primären
Winkelstabilitäten der drei Arthrodesegruppen
in % von KD.
PL KD KC
Stabilität im Vergleich zum Maximum (KD)
56,1
84,1
100,0
0
25
50
75
100
PL KD KCArthrode se
Prim
ärst
abili
tät
in%
von
KD
% von KD
58
b.) StabilitätsabnahmeBei +8° Extension haben die PL-Präparate mit -0,19 N*cm/Zyklus die kleinste
durchschnittliche Abnahme der Meßwerte und damit den kleinsten Stabilitätsverlust, die
Stabilitätsabnahme der KC-Präparate beträgt -0,23 N*cm/Zyklus. Die KD-Präparate zeigen
mit 0,4 N*cm/Zyklus die größte Stabilitätsabnahme bei Extension.
Die PL-Präparate zeigen bei -8° Flexion ebenfalls die geringste Abnahme der Meßwerte
(0,41 N*cm/Zyklus). Die Abnahme der Stabilität der KD-Arthrodesen beträgt bei -8°
Flexion 0,53 N*cm/Zyklus, die KC-Präparate haben mit 0,87 N*cm/Zyklus den größten
Stabilitätsverlust (siehe Tab. 17).
Tab. 17: Übersicht über die Stabilitätsabnahmen bei +8°Extension bzw. -8°Flexion Maximalauslenkung
mit jeweils durchschnittlichem (MW), kleinstem (Minimum)und größtem (Maximum) Stabilitätsverlust
sowie Varianz und Standardabweichung der drei Arthrodesegruppen.
Stabilitätsabnahme(N*cm/Zyklus) MW Minimum Maximum
Varianz (N*cm/Zyklus)² Standardabweichung
PL +8° -0,19 0,01 -0,48 0,02 0,15
Extension: KD +8° -0,40 -0,15 -0,72 0,03 0,19
KC +8° -0,23 -0,05 -0,94 0,07 0,26
PL -8° 0,41 0,01 0,89 0,07 0,27
Flexion: KD -8° 0,53 0,14 1,31 0,18 0,43
KC -8° 0,87 0,36 1,44 0,09 0,31
Zur besseren Vergleichbarkeit wurde aus den Beträgen der Stabilitätsabnahmen bei
Flexion und Extension der Mittelwert gebildet (MW(Beträge)+/-8°), um den
durchschnittlichen Stabilitätsverlust unabhängig von der Richtung der Verbiegung zu
erhalten. Tabelle 18 gibt außerdem den prozentualen Vergleich mit der jeweils stabilsten
Gruppe an.
Die geringste durchschnittliche Abnahme der Winkelstabilität hatte die Gruppe mit
Polylactidstiftung plus resorbierbarer Doppelzuggurtung mit 0,3 N*cm/Zyklus.
Der Stabilitätsverlust-Mittelwert der Arthrodesen mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten
betrug durchschnittlich 0,46 N*cm/Zyklus.
Die größte durchschnittliche Stabilitätsabnahme hatten die Präparate mit den
Kirschnerdrahtcerclagen mit 0,55 N*cm/Zyklus.
Der Vergleich der Stabilitätsabnahmen der drei Arthrodesegruppen und die statistische
Auswertung werden in Tab. 19 sowie als Box-Plot-Diagramm in Abb. 56 dargestellt.
59
Tab. 18: Vergleich der Stabilitätsabnahmen der drei Arthrodesegruppen, also der Steigungen der
Graphiken ART+8° Extension, ART-8° Flexion bzw. dem Mittelwert dieser Beträge. Angabe als absolute
Werte und als Prozent von der Gruppe mit dem höchsten Stabilitätsverlust.
Stabil.- +8° Extension -8° Flexion MW +/-8° (Beträge)
abnah. N*cm/Zyklus % von KC N*cm/Zyklus % von KD N*cm/Zyklus % von KC
PL -0,19 47,4 0,41 47,1 0,30 54,5
KD -0,40 100,0 0,53 60,9 0,46 84,4
KC -0,23 57,2 0,87 100,0 0,55 100,0
Tab. 19: Statistische Auswertung der durchschnittlichen Stabilitätsabnahmen.
Stabilitätsabnahme in
N*cm/Zyklus PL-Präparate KD-Präparate KC-Präparate
Median: 0,245 0,38 0,47
1. Quartil: 0,17 0,22 0,38
3. Quartil: 0,48 0,76 0,65
Interquartilsabstand (IQA): 0,31 0,54 0,27
IQA x 1,5: 0,455 0,81 0,41
Ende oberer Whisker: 0,61 0,91 0,77
Ende unterer Whisker: 0,07 0,16 0,21
Ausreißer: / / 1,19 (KC06, milde)
Abb. 56: Box-Plot-Darstellung der Stabilitätsabnahmen der drei Arthrodesegruppen.
60
c.) Maximalmeßwerte bei 3° und 8°Die jeweils ersten und aufgrund der späteren Stabilitätsabnahme damit auch größten
Meßwerte bei -3° und -8° Flexion bzw. +3 und +8° Extension sowie der jeweilige
Mittelwert aus Flexion und Extension wurden miteinander verglichen (Tab. 20).
Bei -3° Flexion hatten durchschnittlich die Kirschnerdrahtcerclagen die höchsten
Meßwerte mit -28,1 N*cm, bei den KD-Daumen war ein Moment von -23 N*cm
notwendig, bei den PL-Präparaten -15,4 N*cm. Das höchste für –8° Flexion erforderte
Moment hatten die KD-Arthrodesen mit -60,6 N*cm, das der Kirschnerdrahtcerclagen lag
bei -54,9 N*cm, das der PL-Präparate bei -35 N*cm.
Bei Extension hatten die Präparate mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten die höchsten
Meßwerte (20,8 N*cm bei +3°, 47,52 N*cm bei +8°). Für eine Verbiegung von +3° war
bei den KC-Präparaten ein Moment von 19,5 N*cm notwendig, bei den PL-Daumen 11,4
N*cm. Das für +8° Extension erforderte Moment lag bei diesen beiden bei 36,4 N*cm
(KC) bzw. 27,7 N*cm (PL).
Tab. 20: Erste Meßwerte bei -3° und -8° Flexion bzw. +3 und +8° Extension sowie der jeweilige Mittelwert
(MW) aus den Beträgen bei Flexion und Extension. Absolute Meßwerte und Prozent vom größten Wert.
Moment
(N*cm)
Flexion
(-3°) %/Max
Extension
(+3°) %/Max
MW 3°
(Ext./Flex.) %/Max
PL -15,35 55 11,41 55 13,38 56
KD -23,06 82 20,79 100 21,92 92
KC -28,10 100 19,52 94 23,81 100
Moment
(N*cm)
Flexion
(-8°) %/Max
Extension
(+8°) %/Max
MW 8°
(Ext./Flex.) %/Max
PL -34,95 58 27,71 58 31,33 58
KD -60,55 100 47,52 100 54,04 100
KC -54,86 91 36,43 77 45,65 84
61
2.) DauerbelastungsversucheDie Stabilitätsabnahme bei Extension war bei allen drei Gruppen deutlich niedriger als bei
Flexion, eine Übersicht über die Ergebnisse gibt Tabelle 21, in Abbildung 57 erfolgt die
graphische Darstellung der Meßwerte.
Die Stabilitätsabnahme bei +8° Extension des PL-Präparates betrug -0,001 N*cm/Zyklus,
der KD-Arthrodese -0,089 N*cm/Zyklus. Die Änderung des Daumens mit
Kirschnerdrahtcerclage war mit +0,005 N*cm/Zyklus gering, jedoch weist das positive
Vorzeichen auf eine diskrete Zunahme der Meßwerte zum Ende der 50 Zyklen hin.
Die Stabilitätsabnahme bei -8° Flexion des PL-Präparates betrug 0,036 N*cm/Zyklus, der
KC-Arthrodese -0,046 N*cm/Zyklus. Die Änderung des Daumens mit zwei gekreuzten
Kirschnerdrähten war mit -0,038 N*cm/Zyklus vergleichbar gering, jedoch weist das
negative Vorzeichen auf eine diskrete Zunahme der Meßwerte- Beträge zum Ende der 50
Zyklen hin.Tab. 21: Vergleich des Stabilitätsverlustes bei -8° Flexion bzw. +8° Extension der verschiedenen
Arthrodesearten im Langzeitversuch.
Stabilitätsabnahme
(50 Zyklen)
ART-50_Extension (+8°)
(N*cm/Zyklus)
ART-50_Flexion (-8°)
(N*cm/Zyklus)
PL_50 -0,001 0,036
KD_50 -0,089 -0,038
KC_50 0,005 0,046
Langzeit-Übersicht
-120
-80
-40
0
40
80
1 11 21 31 41
Zyklus
Mom
ent[
N*c
m] KD_50: Ext.
KC_50: Ext.PL_50: Ext.PL_50: Flex.KC_50: Flex.KD_50: Flex.
Abb. 57: Übersicht über die Meßwerte der drei Langzeitmessungen bei Maximalauslenkung
+8° Extension und -8° Flexion.
62
3.) BruchversucheDie PL-Arthrodesen konnten mit durchschnittlich 54° am weitesten gebogen werden, bis
es zu einer Beschädigung der Osteosynthesenanordnung kam, die KD-Präparate brachen
nach durchschnittlich 30°, die Kirschnerdrahtcerclagen nach 24°.
Um zu einem sogenannten Bruch des osteosynthetisch versorgten Daumens zu führen,
mußte bei den Präparaten mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten mit durchschnittlich
172 N*cm das größte Moment aufgebracht werden, für die KC-Arthrodesen waren
126 N*cm notwendig, die PL-Präparate brachen im Mittel bei einem Moment von 124
N*cm (siehe Tab. 22 und Abb. 58).
Tab. 22: Übersicht über die durchschnittlichen Winkel bzw. Momente, bei denen sich eine
Materialermüdung der Arthrodesearten in den Bruchversuchen zeigte. Prozentuales Verhältnis zum
jeweils höchsten Wert. Standardabweichung innerhalb der jeweiligen Arthrodesegruppe.
Bruch Winkel % vom Stand.-abw. Moment % vom Stand.-abw.
Arthrodese: (°) Max (Winkel) (N*cm) Max (Moment)
PL_B_ges 54 100 13,1 124 72 47,6
KD_B_ges 30 56 11 172 100 73,3
KC_B_ges 24 44 6,5 126 73 62,8
PL_B_ges KD_B_ges KC_B_ges0
30
60
90
120
150
180
Mom
ent(
N*c
m)b
zw.W
inke
l(°)
beim
Art
hrod
esen
-Bru
ch
Vergleich durchschnittliche Bruchwinkel (°) & -momente (N*cm)
WinkelMoment
Abb. 58: Graphischer Vergleich der durchschnittlichen Winkel und Momente, bei denen die
verschiedenen Arthrodesearten Ermüdungserscheinungen zeigten.
63
B.) Ergebnisse der retrospektiven klinischen Studie
I.) Patientenbefragung
1.) PatientenzufriedenheitFür elf der 16 Patienten stellte die durchgeführte Arthrodese eine entscheidende
Verbesserung dar. Daraus resultierte eine hohe Zufriedenheit.
Drei weitere waren nur mittelmäßig zufrieden, dies lag vor allem an der deutlich
eingeschränkten Funktionalität der operierten Hand.
Die zwei anderen gaben eine völlige
Unzufriedenheit mit dem
Operationsergebnis an. Bei beiden war
eine knöcherne Durchbauung des
Gelenkspaltes ausgeblieben und sie
klagten über Schmerzen.
2.) Subjektive FunktionseinschätzungElf der 16 Patienten gaben eine gute Funktion der operierten Hand an.
Zwei beurteilten die Funktion in der operierten Hand als mittelmäßig. Einer dieser beiden
war bei deutlicher Pseudarthrose insgesamt unzufrieden, der andere bei fester
Durchbauung mäßig zufrieden mit dem OP-Ergebnis.
Drei der Befragten stuften die Einsetzbarkeit der entsprechenden Hand als schlecht ein.
Diese drei hatten auch einen schlechten Spitz- und Schlüsselgriff. Zwei von ihnen gaben
an, nur mäßig mit dem OP-Ergebnis zufrieden zu sein. Der dritte war unzufrieden und
hatte - wie einer der beiden anderen - eine Pseudarthrose.
Zwei der drei Patienten mit Pseudarthrose hatten eine schlechte Fingerfunktion, ebenso
einer der elf Patienten mit stabiler Arthrose. Bei den beiden Operierten mit straffer
Pseudarthrose war die Funktionalität des
betroffenen Daumens gut.
Als Ursachen für die eingeschränkte
Funktionalität der operierten Hände sind vor
allem die weitreichenden
Gelenkveränderungen auch der anderen
Finger infolge fortgeschrittener R.A. zu sehen.
Tab. 23: Übersicht über die Patientenzufriedenheit.
Patienten-Zufriedenheit Abs. Zahl
Zufrieden 11
mittelmäßig 3
unzufrieden 2
Subjektive Beurteilung Anzahl
gut 11 = 11/16
mäßig 2 = 1/8
schlecht 3 = 3/16
Tab. 24: Übersicht über die subjektive
Funktionsbeurteilung.
64
3.) SchmerzenVon den 16 operierten Probanden waren 14 schmerzfrei, darunter alle elf mit klinisch
stabilen Arthrodesen sowie drei mit einer, teilweise straffen, Pseudarthrose.
Zwei von drei Patienten mit deutlicher
Restbeweglichkeit hatten bei Bewegung
des operierten Gelenkes oder Druck auf den
Daumen zumindest zeitweise Schmerzen.
In Ruhe waren sämtliche Patienten
beschwerdefrei.
Schmerzen Abs.-Zahl
dauerhaft schmerzfrei 14 = 7/8
Ruheschmerz 0
Druck-/ Belastungsschmerz 2 = 1/8
Tab. 25: Übersicht über die
Schmerzsituation der Patienten.
65
II.) Klinische Untersuchung
1.) Arthrodesenstellung und -stabilität
a.) Winkel der OsteosyntheseZum Zeitpunkt der Untersuchung standen die operierten Knochen des MCP 1 in 0 bis 30
Grad Palmarflexionsstellung, ein pseudarthrotisches Gelenk hatte ca. 20 Grad
Dorsalextensions-Fehlstellung. Dieses ausgenommen lag der Durchschnitt bei 12°.
Zwei Daumen waren gerade, ohne meßbaren
Winkel, verheilt. Drei hatten eine nur leichte
Beugung von ca. 5°. Ebenfalls 3
Arthrodesen hatten eine Stellung von ca.
10°, vier 15° und zwei 25°. Ein Gelenk
stand in 30° Flexionsstellung, eins war wie
bereits erwähnt in einer pseudarthrotischen
Fehlstellung von Minus 20°.
b.) Stabilität und RestbeweglichkeitVon den 16 operierten Daumen waren zum Zeitpunkt der Untersuchung 11 stabil knöchern
ausgeheilt.
Bei zwei Patienten war eine leichte
Restbeweglichkeit von ca. 3° im betreffenden
Gelenk nachweisbar.
Drei Patienten hatten eine Pseudarthrose mit einer
Beweglichkeit von ca. 10° bis 15° im operierten
Daumen.
Arthrodesenstellung Anzahl
minus 20° 1 = 1/16
0° 2 = 1/8
5° 3 = 3/16
10° 3 = 3/16
15° 4 = 1/4
25° 2 = 1/8
30 1 = 1/16
Tab. 26: Übersicht über die Stellung der Arthrodesen.
Tab. 27: Übersicht über die Restbeweglichkeit.
Restbeweglichkeit Anzahl
0° 11 = 11/16
ca. 3° 2 = 1/8
10° bis 15° 3 = 3/16
66
2.) Funktionsprüfung
a.) SpitzgriffDer Spitzgriff zum Daumen konnte von zehn Patienten mit allen Fingern durchgeführt
werden, von einer Untersuchten entsprechend einer schlechten Gesamtfunktion jedoch nur
mit großer Mühe.
Vier der untersuchten Personen konnten bis auf
den Kleinfinger alle Spitzen der Langfinger mit
der Daumenspitze erreichen. Sie gaben eine gute
allgemeine Funktion an.
Zwei Probanden mit als schlecht eingestufter
Gesamtfunktion hatten auch einen sehr
schlechten Spitzgriff.
b.) SchlüsselgriffDie Durchführung des Schlüsselgriffes fiel den Patienten insgesamt deutlich schwerer als
der Spitzgriff.
Sieben der Untersuchten konnten den Schlüsselgriff ohne wesentliche Einschränkungen
mit allen Fingern durchführen.
Bei drei Patienten war der Schlüsselgriff nicht mit allen Fingern möglich, zwei von diesen
konnten die Bewegung nur mit Zeige- und Mittelfinger durchführen. Der Dritte konnte die
Daumeninnenfläche mit denen vom Mittel-, Ring- und Kleinfinger zusammenbringen,
nicht jedoch mit der vom Zeigefinger.
Zwei Probanden konnten nur schlecht
Zeigefinger und Daumen zusammenführen,
mit den anderen Fingern war es nicht
möglich.
Bei vier Patienten war der Schlüsselgriff
funktionell nicht möglich.
Tab. 28: Übersicht Spitzgriffergebnisse.
Spitzgriff Abs. Zahl
alle Finger möglich 9 = 9/16
eingeschränkt 4 = 1/4
nicht/kaum 3 = 3/16
Schlüsselgriff Anzahl
alle Finger möglich 7 = 7/16
eingeschränkt 3 = 3/16
nicht/kaum 6 = 3/8
Tab. 29: Übersicht Schlüsselgriffergebnisse.
67
III.) Radiologische BeurteilungVon neun der 16 Patienten lagen Röntgenaufnahmen der versteiften Daumen vor. Davon
zeigten sechs radiologisch knöchern durchbaute Arthrodesen.
Zwei Röntgenaufnahmen zeigten sechs bzw. 19 Wochen postoperativ einen noch nicht
vollständig knöchern durchbauten Gelenkspalt. Klinisch imponierten diese Gelenke jedoch
als stabil.
Ein radiologisches Bild zeigte einen deutlichen Gelenkspalt ohne Zeichen einer
knöchernen Durchbauung. Dieses entsprach dem klinischen Bild, da dieses
Daumengrundgelenk mit einer Restbeweglichkeit von ca. 10° zeitweise Schmerzen
bereitete.
Abb. 59 und Abb. 60: Postoperative Röntgen-Kontrolle
mit radiologischen Zeichen knöcherner Durchbauung.
Tab. 30: Übersicht über die Röntgen-Ergebnisse.
Röntgen: Anzahl
Radiologisch knöchern durchbaute Arthrodese 6 = 1/3
Radiologisch noch unvollständig durchbaut, klinisch stabil 2 = 2/9
Pseudarthrose 1 = 1/9
68
IV.) OperationskomplikationenBei den 16 durchgeführten Arthrodesen zeigten sich zwei wesentliche OP-
Komplikationen:
� Ein Daumen hatte nicht nur eine Pseudarthrose, sondern stand in einer Fehlstellung
von ca. 20° Extension mit funktioneller Verkürzung.
� Ein Patient hatte postoperativ Sensibilitätsstörungen an der Daumenspitze. Daraus
folgt eine eingeschränkte Funktion und entsprechende Unzufriedenheit.
Es traten keine Wundinfektionen auf. Auch wurden keine sonstigen Komplikationen
beobachtet wie Wundheilungsstörungen, Knochenresorptionen oder aseptische Fisteln, die
durch Substanzdefekt nach Resorption entstehen können.
V.) Ergebniszusammenfassung der klinischen StudieBei elf der 16 Patienten war die Versteifung des Daumengrundgelenkes nach klinischen
Gesichtspunkten gelungen. Die Arthrodesen waren bei der Untersuchung stabil und in den
Röntgenbildern war eine knöcherne Durchbauung zu erkennen.
Diese elf Behandelten waren alle schmerzfrei. Neun von ihnen waren mit dem Ergebnis
der Operation zufrieden. Zwei gaben jedoch an, nur mittelmäßig zufrieden zu sein. Diese
beiden Patienten mit sehr fortgeschrittenen, rheumatischen Veränderungen der Hände
waren schmerzfrei, daher werden diese Eingriffe aus chirurgischer Sicht ebenfalls als
Erfolg gewertet, auch wenn die Erwartungen der Operierten nicht vollständig erfüllt
wurden.
Diese Beispiele zeigen, daß der Sinn einer Gelenkversteifung von der Gesamtfunktion der
funktionellen Einheit abhängt und Vor- und Nachteile sorgfältig gegeneinander abzuwägen
sind.
Zwei der 16 Patienten zeigten im operierten Daumengelenk eine leichte Restbeweglichkeit
von ca. drei Grad, dieses beeinträchtigte jedoch in keiner Weise die Funktion oder
Zufriedenheit. Da beide schmerzfrei waren und noch eine gute Greiffunktion vorhanden
war, sahen sie die leichte Beweglichkeit sogar als vorteilhaft an.
Wegen der guten postoperativen Beurteilung durch die Patienten selbst können auch diese
Operationen als erfolgreich betrachtet werden.
Drei Operierte wiesen eine deutliche Instabilität in dem operierten Gelenk auf. Die
Gelenke waren noch ca. 10 bis 15 Grad beweglich.
69
Eine von diesen Betroffenen, mit 88 Jahren die älteste Patientin, war dennoch schmerzfrei
und immerhin mittelgradig mit dem Operationsergebnis zufrieden, trotz einer schlechten
verbliebenen Einsetzbarkeit ihrer Hand. Die eingeschränkte Funktion ergibt sich vor allem
aus den bereits präoperativ fortgeschrittenen rheumatischen Veränderungen der gesamten
Hand, unter anderem mit einer Beugesehnen-Ruptur des Daumens infolge der R.A. Bei
massiver Daumenfehlstellung mit eindeutiger OP-Indikation hatte man sich aufgrund des
hohen Alters der Patientin für den kleinstmöglichen Eingriff und gegen eine aufwendigere,
rekonstruktive OP entschieden. Als entscheidende Verbesserung postoperativ ist hier die
Schmerzreduktion anzusehen mit ebenfalls verbesserter Stellung, so daß die Operation als
erfolgreich einzustufen ist.
Die beiden anderen Patientinnen, bei denen die knöcherne Durchbauung ausblieb, hatten
zumindest zeitweise Schmerzen und waren mit dem Ergebnis des Eingriffes nicht
zufrieden. Bei einer dieser Probandinnen hat der Daumen eine völlige Fehlstellung. Die
zweite war eine 47 Jahre alte Frau, deren anderer Daumen zuvor schon mit gutem Erfolg
versteift worden war.
Tab. 31: Übersicht über die Ergebnisse der Patientenuntersuchung.
Pat.- Nr. Stellung Stabilität Restbewegl. Röntgen-Beurteilung Zufriedenheit
1 15° fest 0° durchbaut, stabil mittel
2 10° fest 0° gut
3 15° fest 0° durchbaut, stabil gut
4 30° fest 0° nicht ganz durchbaut gut
5 10° fest 0° durchbaut, stabil gut
6 5° fest 0° gut
7 25° Pseudarthrose 10° Spalt, instabil unzufrieden
8 25° fest 0° durchbaut, stabil gut
9 -20° Pseudarthrose 15° unzufrieden
10 5° fest 0° durchbaut, stabil gut
11 15° straffe Pseudart. 3° gut
12 15° fest 0° gut
13 5° fest 0° nicht ganz durchbaut mittel
14 10° straffe Pseudart. 3° gut
15 0° fest 0° durchbaut, stabil gut
16 20° Pseudarthrose 15° mittel
70
Die Überprüfung des so genannten Spitzgriffes und Schlüsselgriffes zeigte, daß sieben
Patienten diese gut durchführen konnten. Sechs von diesen beurteilten auch subjektiv die
Funktion als gut und waren zufrieden, ein Patient mit schmerzhafter Pseudarthrose hatte
eine nur mittelmäßige Funktion. Drei konnten die Aufgabe nicht oder nur sehr schlecht
bewältigen, sie hatten auch insgesamt eine schlechte Funktionalität und gaben an,
mittelgradig zufrieden bzw. unzufrieden zu sein.
Die restlichen sechs hatten unterschiedliche Bewegungseinschränkungen, der
Schlüsselgriff war meist schlechter als der Spitzgriff. Fünf hatten dennoch eine insgesamt
als gut eingeschätzte Funktionalität und waren zufrieden. Eine Patientin wies postoperativ
Sensibilitätsstörungen an der Daumenspitze auf, die die Zufriedenheit und Benutzbarkeit
entscheidend beeinträchtigten.
Tab. 32: Übersicht über den Zusammenhang zwischen Spitz- und Schlüsselgriff,
allg. Funktion und Zufriedenheit.
Pat.-Nr. Schlüsselgriff Spitzgriff Funktion Zufriedenheit
1 schlecht schlecht schlecht mittel
2 2,3,4,5 2,3,4,5 gut gut
3 2,3,4,5 2,3,4,5 gut gut
4 2,3 2,3,4,5 gut gut
5 3,4,5 2,3,4,5 gut gut
6 2,3,4,5 2,3,4,5 gut gut
7 2,3,4,5 2,3,4,5 mittel unzufrieden
8 2,3,4,5 2,3,4,5 gut gut
9 nicht schlecht schlecht unzufrieden
10 schlecht 2,3,4 gut gut
11 2,3,4,5 2,3,4,5 gut gut
12 2,3 2,3,4 gut gut
13 2 (schlecht) 2,3,4 mittel mittel
14 2,3,4,5 2,3,4,5 gut gut
15 schlecht 2,3,4 gut gut
16 2 (schlecht) 2,3,4,5 schlecht schlecht mittel
71
Auffällig ist, daß die subjektive Zufriedenheit der Patienten nicht mit einer erfolgten
knöchernen Versteifung korrelierte, sondern eher mit der verbliebenen Einsetzbarkeit der
Hand sowie mit Schmerzfreiheit. So gehen alle elf Daumen, denen eine gute Funktion
bescheinigt wurde, mit einem zufriedenen Patienten einher, auch wenn zwei von diesen
eine straffe Pseudarthrose mit etwa drei Grad Beweglichkeit aufwiesen.
Dagegen sind zwei Patienten nur mittelgradig zufrieden, obwohl die Arthrodesen in einem
Winkel von 15º bzw. 5º stabil knöchern durchbaut waren. Von ihnen wurde die Funktion
als mittel bis schlecht beurteilt.
Tab. 33: Übersicht über den Zusammenhang zwischen Patientenzufriedenheit und Schmerzen,
Arthrodesenstabilität und Gesamtfunktion des operierten Daumens.
Pat.-Nr. Restbew. Stabilität Schmerzen Funktion Zufriedenheit
1 0 fest keine schlecht mittel
7 10 Pseudarthrose bei Belast. mittel unzufrieden
9 15 Pseudarthrose bei Belast. schlecht unzufrieden
11 3 straffe Pseudart. keine gut gut
13 0 fest keine mittel mittel
14 3 straffe Pseudart. keine gut gut
16 15 Pseudarthrose keine schlecht mittel
restliche Neun
(2-6,8,10,12,15) 0 fest keine gut gut
Die Beurteilung der postoperativen Röntgenbilder entsprach weitestgehend dem klinischen
Eindruck. Es standen allerdings nicht von allen Patienten auswertbare Aufnahmen zur
Verfügung. Zwei Drittel der vorliegenden Aufnahmen zeigten eine knöcherne
Durchbauung. Zwei im Bild sechs bzw. 19 Wochen postoperativ noch nicht ganz
durchbaute Arthrodesen imponierten klinisch als stabil.
Der Grund für eine Unzufriedenheit der Patienten war im Wesentlichen in der schlechten
Gesamtfunktion der operierten Hand, begründet durch die insgesamt fortgeschrittenen
rheumatischen Veränderungen, zu sehen und weniger in dem Operationsergebnis am
Daumen.
72
Entscheidend für die Zufriedenheit der Patienten war neben der Schmerzlosigkeit die
postoperative Funktion der operierten Hand.
Elf Patienten mit einer guten Funktion waren auch mit dem OP-Ergebnis zufrieden.
Je ein Patient hatte bei mittlerer Funktion auch eine mittelmäßige Zufriedenheit bzw. bei
schlechter Funktion eine deutliche Unzufriedenheit.
Zwei Probanden mit einer schlechten Funktion gaben an, mittelmäßig zufrieden zu sein.
Ein Patient war bei mäßiger Funktion mit der OP unzufrieden.
Für die unten gezeigte graphische Zusammenschau (Abb.61) der wesentlichen
Untersuchungsergebnisse wurde die Reihenfolge der Patienten geändert. Um die Graphik
verständlicher und übersichtlicher zu gestalten, sortierten wir die Patienten nach dem Grad
der Zufriedenheit und der Schmerzen.
0
1
2
Patienten (sortiert)
Zusammenschau
ZufriedenheitSchmerzenStabilitätFunktion
Abb. 61: Zusammenhang zwischen Patientenzufriedenheit, Schmerzen, Stabilität und Funktion:
0=unzufrieden/Ruheschmerz/ instabil/schlechte Funktion, 1=mäßig zufrieden/ Belastungsschmerz/straffe
Pseudarthrose/mäßige Funktion, 2=zufrieden/schmerzfrei/ stabil/gute Funktion.
Es werden die Zusammenhänge zwischen den bewerteten Kriterien deutlich:
� Postoperative Schmerzen verursachen Unzufriedenheit. Nur Patienten mit
Schmerzen sind mit dem OP-Ergebnis völlig unzufrieden.
� Eine eingeschränkte Funktion verschlechtert die Zufriedenheit.
� Fehlende Stabilität des operierten Daumens für sich ist kein Grund für
Unzufriedenheit bei den Operierten, solange die Funktion der Hand erhalten ist und
die Betroffenen schmerzfrei sind.
73
GesamtdiskussionEs gibt vielfältige Möglichkeiten einer operativen Therapie bei fortgeschrittenen
Destruktionen am Daumengrundgelenk, deren Ursache meist traumatisch oder eine
Allgemeinerkrankung des rheumatischen Formenkreises ist.
Die Wahl des Verfahrens ist von der Form der Schädigung, der Art des betroffenen
Gelenkes sowie dem Stadium des gelenkzerstörenden Prozesses abhängig [27]. Auch die
individuellen Bedürfnisse, das Alter und der Beruf des Patienten müssen berücksichtigt
werden, ebenso wie die Dominanz der Hand, der Zustand und die Funktionsfähigkeit der
Nachbargelenke sowie der kontralateralen Hand [53].
Ist die Erkrankung weit fortgeschritten mit Schmerzhaftigkeit und Fehlstellung der
betroffenen Gelenke, kann eine Versteifung einzelner Gelenke in Betracht kommen
[28, 57]. Wie Gschwend darlegte, nimmt das Daumengrundgelenk eine Mittelstellung in
seiner Wertigkeit für Arthrodese ein. Für seine Funktion und das Zusammenspiel mit den
anderen Fingern hat Stabilität eine wesentlich größere Bedeutung als eine gute
Beweglichkeit, daher kann der Patient deutlich von einer Versteifung profitieren [23, 24,
65]. Die Arthrodese gilt als Methode der Wahl bei schweren Destruktionen mit
Fehlstellung bzw. Luxationen der Daumengrundgelenke [57, 61].
Bei der Wahl des Arthrodeseverfahrens müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt
werden.
Wichtig für eine stabile knöcherne Durchbauung sind
� die Primärstabilität der Osteosynthese,
� die Kompression auf die Kontaktflächen durch die Osteosynthese,
� die Größe der Knochenkontaktfläche,
� die Qualität des gelenknahen Knochens.
Problematisch zu sehen sind
� die Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung von Stress-shielding,
� die allgemeine Komplikationsrate,
� das Infektionsrisiko,
� spezifische Risiken,
� die Wahrscheinlichkeit für Folgeeingriffe wie Metallentfernungen.
74
Weiterhin zu berücksichtigen ist
� die Aufwendigkeit der Operation,
� der Aufwand der Nachversorgung,
� die Verträglichkeit der Materialien,
� die Verfügbarkeit der verwendeten Stoffe,
� die Art und Qualität der technischen Durchführung,
� die Akzeptanz unter den Patienten.
Über die Jahre gab es eine weitreichende Entwicklung sowohl der Indikationsstellungen
als auch der verwendeten Techniken für Arthrodesen [78]. Für die Versteifungsoperation
der Finger stehen dementsprechend diverse Methoden zur Verfügung. Sie wurden in
zahlreichen Studien untersucht [z.B. 13, 55, 16, 62]. Ziel ist in jedem Fall, wie Moberg
bereits 1960 postulierte, eine schmerzfreie und stabile Arthrodese in einer funktional guten
Stellung, die in möglichst kurzer Zeit erreicht werden sollte [40].
Überblick über verschiedene Arthrodeseverfahren:
Arthrodeseverfahren ohne Kompression:
- Mit Verwendung von Metall:
� Zwei gekreuzte Bohrdrähte:
Zwei in zwei Ebenen divergente, axial eingebrachte Kirschnerdrähte stabilisieren
das Gelenk, ggf. mit zusätzlicher Knochenspananlagerung (siehe S.9, Abb. 1, sowie
S. 14, Abb.4 und 5).
� Dieses Verfahrens ist weitverbreitet und technisch wenig aufwendig, die
Ergebnisse sind jedoch uneinheitlich bei insgesamt schlechterer Heilung als bei
anderen Verfahren [40]. Leroux et al. zeigten mit ihrer biomechanischen Studie,
daß zwei parallele K-Drähte im Vergleich mit anderen Verfahren die geringste
Stabilität hatten [41]. Vorteil ist, daß es sich um ein verhältnismäßig einfaches
Verfahren mit geringer Weichteiltraumatisierung handelt. Auch ergaben reine
K-Draht-Osteosynthesen (gekreuzt) in dieser Arbeit eine hohe Primärstabilität.
Granowitz beschrieb bereits 1966 eine 93,5-%-ige knöcherne Heilungsrate [22].
Dennoch zeigen andere Studien eine geringe Heilungstendenz [11, 45, 60]. Eine
Ursache dafür ist, daß es sich um eine Technik ohne Kompression handelt. Ein
weiterer Nachteil ist eine ggf. notwendige Metallentfernung.
75
- Ohne Verwendung von Metall:
� Spanbolzung:
Intramedulläre Einbringung eines gelenküberbrückenden Knochenspanes (siehe
S.9, Abb. 1).
� Es zeigte sich eine hohe knöcherne Fusionsrate [45]. Vorteil ist die Vermeidung
einer erneuten OP zur Metallentfernung. Bei autologen Knochenspänen wird
Fremdmaterial vermieden, allerdings ist das Verfahren recht aufwendig
aufgrund des erforderlichen Zweiteingriffes zur Materialgewinnung. Weiterer
Nachteil sind die fehlende Kompression und die lange Konsolidierungsdauer
[45]. Die Spanbolzung hat sich aus diesen Gründen nicht durchsetzen können.
� Stiftung mit biodegradierbarem Material:
Resorbierbare Stäbe oder Stifte werden über Bohrlöcher durch das Gelenk
eingebracht. Die Stärke variiert zwischen 1,3 mm und 5 mm [63, 72, 79]. Zur
Anwendung kommen entsprechend den oben beschriebenen Kirschnerdrähten
gekreuzte Polylactidstifte, außerdem intramedulläre Stäbe, ggf. mit zusätzlichen
Sicherungsstiften [72, 79]. Es werden Implantate mit rundem [32] oder dreieckigem
Querschnitt [72] vewendet, auch werden konische Stifte [31] und Pins mit
zirkulären Rippen (z.B. „Polypin“) hergestellt [15, 54].
� Gegen diese Techniken spricht die geringere Primärstabilität, da es sich um
Verfahren ohne Kompression handelt und biodegradierbare Stoffe eine
geringere Steifheit im Vergleich zu Metall haben [3, 30]. Bei Stäben mit
großem Durchmesser hat der Körper eine relativ große Menge Fremdmaterial
abzubauen. Auch ist durch die Bohrungen die Knochenfläche für die Heilung
ggf. deutlich verringert. Dennoch berichten u.a. Juutilainen und Pätiälä über
problemlose vollständige knöcherne Heilung bei Fingerarthrodesen an
Rheumapatienten [32]. Das Vorgehen ist verhältnismäßig einfach und erneute
Operationen zur Metallentfernung werden vermieden [2, 31, 63].
Entsprechend der Studie von Mittal spricht allgemein für die Verfahren mit
biodegradierbaren Materialien die hohe Akzeptanz unter den Patienten [46].
76
Arthrodeseverfahren mit Kompression:
- mit Verwendung von Metall:
� Schraubenosteosynthese:
Nach Vorbohrung erfolgt die Kompression des Gelenkspaltes mittels axialer
Verschraubung, dadurch kann ein hoher Druck aufgebaut werden (siehe S.9,
Abb. 1) Es wurden mit der Zeit verschiedenartige Schrauben und Techniken
entwickelt [10, 19, 49].
� Es handelt sich um ein primär sehr stabiles Verfahren, das eine hohe
Kompression auf die Knochenflächen bringt [61]. Es kann aber zu
verhältnismäßig vielen Komplikationen kommen wie Knochenausbrüche durch
eine zu hohe aufgewendete Kraft beim Einbringen. Buck-Gramcko beschrieb
spezielle Komplikationen in 40% der Fälle [11]. Weitere Nachteile sind die
geringe verbleibende Knochenfläche, über die die Durchbauung erfolgt, eine
ggf. notwendige Zweitoperation zur Metallentfernung sowie Stress-Shielding
[10, 39, 70].
� Drahtcerclage:
Axiale Einbringung zweier paralleler Bohrdrähte sowie zusätzliche Zuggurtung
(siehe S.9, Abb. 1).
� Es zeigte sich eine sehr hohe Stabilität mit guter Heilung [34, 60, 61]. Es handelt
sich allerdings um ein aufwendigeres Verfahren mit einer größeren
Wahrscheinlichkeit für Stress-Shielding sowie für Weichteilschäden durch die
Metallführung außerhalb des Knochens. Häufig ist daher eine
Materialentfernung notwendig [7].
� Intraossäre Drahtnaht ohne/mit Kirschnerdraht:
Über je eine Bohrung quer durch die gelenkbildenden Knochen wird eine Drahtnaht
geführt und die Knochenflächen komprimiert. Ggf. in Kombination mit einem
zusätzlichen axialen Kirschnerdraht.
� Die Drahtnaht ist ein Verfahren mit Kompression und ergibt eine hohe Stabilität
mit guten klinischen Ergebnissen [18, 44]. Nachteilig sind ggf. notwendige
Metallentfernungen.
77
- Kombination von Metall und resorbierbaren Stoffen:
� Resorbierbarer Stift mit Drahtnaht:
PDS-Splinte wurden u.a. von Wüstner et al. in Kombination mit einer Drahtnaht
zur Frakturversorgung sowie Arthrodese an Fingern verwendet.
� Es zeigten sich gute OP-Ergebnisse, Nachteil ist die nicht vollständige
Resorbierbarkeit der Osteosynthesematerialien [79].
� Fadencerclage:
Zuggurtung mit resorbierbarem Faden, meist kombiniert mit anderen Techniken.
� Mittelmeier verwendete zwei temporäre K-Drähte in Verbindung mit einer
Cerclage aus resorbierbarem Faden [47]. Lehner et al. ermittelten eine
ausreichende Primärstabilität bei Verbindung mit einer Cup & Cone- Technik
[38]. Es handelt es sich um eine Technik mit - geringer - Kompression. Für die
Durchbauung bleibt eine große Knochenkontaktfläche erhalten, da keine
axialen Bohrungen notwendig sind [38, 47]. Wir haben in einem Vorversuch
eine reine Fadendoppelzuggurtung getestet und uns gegen eine weitere
Berücksichtigung aufgrund der gezeigten geringen Festigkeit entschieden.
- Arthrodesen ohne Verwendung von Metall:
� PL-Stiftung mit resorbierbarer Zuggurtung:
Ein axialer Polylactidstift wird mit einer zusätzlichen Zuggurtung aus
resorbierbarem Faden verstärkt (Abb. 2 und 3, S.13+14).
� Ein Argument gegen diese Technik kann die geringere Primärstabilität im
Vergleich zu Drahtcerclagen sein. Allerdings sind bei dem hier verwendeten
Verfahren mit einer Doppelzuggurtung bessere Ergebnisse zu erwarten als bei
der einfachen, dorsalen Cerclage, da durch den Fadenverlauf zur Gegenseite des
Knochens auch Druck auf die palmare Gelenkfläche gebracht wird. Wegen der
Kompression ist eine höhere Stabilität mit einer besseren Heilungstendenz
anzunehmen als bei der Stiftung mit resorbierbarem Material ohne oder mit
einfacher Zuggurtung. Dennoch zeigte unsere klinische Nachuntersuchung eine
nicht vollständige knöcherne Durchbauung bei 5 von 16 Patienten. Für die
Zuggurtung mit PL-Pin und resorbierbarem Faden sprechen der ausreichende
Erhalt der Knochenkontaktfläche, die Vermeidung einer OP zur
Materialentfernung, die gute Verträglichkeit sowie die Akzeptanz unter den
Patienten [46].
78
Betrachtet man die oben aufgeführten Überlegungen zu unterschiedlichen Verfahren zur
Erreichung einer Fingergelenkversteifung, läßt sich sagen, daß es keine für alle Patienten
geeignete, „perfekte“ Methode gibt. Für verschiedene OP-Techniken sind
dementsprechend viele Studien und Empfehlungen veröffentlicht [z.B. 2, 11, 19, 40, 58,
62]. Besonders die weitreichenden Gelenksveränderungen des im Zentrum dieser Studie
stehenden Rheumatikers erschweren die Vergleichbarkeit von OP-Ergebnissen und
unterschiedlichen Studien erheblich.
Metallische Osteosyntheseverfahren haben den Nachteil einer erhöhten Wahrscheinlichkeit
für eine notwendige Zweitoperation zur Materialentfernung. Das Metall kann zu
Weichteilirritationen, Unverträglichkeitsreaktionen sowie Infektionen führen [63].
Mittal et al. zeigten, daß es unter den Patienten eine hohe Akzeptanz neuer Methoden mit
resorbierbaren Materialien sowie die Bereitschaft gibt, an klinischen Studien teilzunehmen,
um eine zweite OP zur Metallentfernung zu umgehen [46]. So werden erneute OP-Risiken
sowie unnötige Kosten vermieden [30]. Gerade bei Rheumatikern steigt mit
fortschreitendem Krankheitsverlauf die Belastung durch operative Eingriffe. Etwa ein
Viertel von ihnen benötigt eine chirurgische Versorgung ihrer Gelenkveränderungen,
häufig sind mehrere Operationen notwendig [1]. Daher gibt es bereits seit Jahrzehnten
Bestrebungen, die Nachteile von Metall durch die Verwendung alternativer Stoffe zu
umgehen [30, 67].
Die biologische Verträglichkeit sowie die mechanischen Eigenschaften von synthetischen,
biodegradierbaren Materialien wurden in zahlreichen Tierversuchen und klinischen
Studien untersucht [z.B. 7, 33, 42, 56, 63, 73, 76, 77]. Verschiedene Stoffverbindungen mit
unterschiedlichen Eigenschaften wurden erprobt [15, 30, 54, 63]. Für Arthrodesen werden
Polylactid (PLA) und seine Copolymere in unterschiedlichen Zusammensetzungen wegen
der langsamen Resorption, guten Handhabbarkeit und hervorragenden Biokompatibilität
bevorzugt verwendet [3, 54, 72]. Bei Verwendung von Polylactid kommt es deutlich
seltener als bei Polyglycolsäure (bis 25%) zu sterilen Fisteln infolge der
Materialresorption, dieses wird bei PLA in 0 bis 4 % der Fälle beschrieben [67].
Die Elastizität entspricht bei PLLA etwa der von menschlichem Knochen [14].
Kowalski belegte, daß die Wahrscheinlichkeit von Störungen bei der knöchernen
Durchbauung mit der Steifigkeit des eingebrachten Materials steigt, bedingt durch „Stress
shielding“ [35]. Zwar bieten rigide Osteosyntheseverfahren eine hohe Stabilität und so
kommt der äußeren, postoperativen Ruhigstellung eine geringere Bedeutung zu [19].
Dennoch ist die auch in unserer Studie belegte höhere Elastizität einer Osteosynthese mit
79
resorbierbaren Materialien im Vergleich zu Stahl als Vorteil anzusehen. Es kommt zu einer
geringeren Belastung der angrenzenden knöchernen Strukturen mit verminderter
Frakturgefahr. Sehr steife Materialien haben in der Traumatologie eine vermehrte Rate von
gestörter Knochenheilung gezeigt [30].
Welche Osteosynthesesteifigkeit individuell für die besten Ergebnisse sorgt, läßt sich
präoperativ nicht vorhersagen [9, 34]. Als Kompromiß hat sich die Verwendung von
semirigiden Osteosynthesen bewährt. Die Stabilität muß ausreichen, um einer Dislokation
der Knochenflächen entgegenzuwirken, die Elastizität muß jedoch groß genug sein, um
einen optimalen Reiz zur Durchbauung des Knochens zu geben und einer
Inaktivitätsosteopenie vorzubeugen [11].
Für unsere biomechanische Vergleichsstudie wählten wir außer der Polylactidstiftung plus
resorbierbarer Doppelzuggurtung die verbreitete Technik mit zwei gekreuzten
Kirschnerdrähten sowie eine Drahtcerclage in Verbindung mit einem einfachen
Kirschnerbohrdraht. Die Verwendung eines einzelnen Kirschnerdrahtes für die
Kirschnerdrahtcerclage erfolgte zur besseren Vergleichbarkeit mit der einfachen
Polylactidstiftung plus resorbierbarer Doppelzuggurtung. Bicknell et al. haben in ihrer
Studie zur MCP-I-Arthrodese mit einem einzelnen longitudinalen K-Draht gezeigt, daß
diese Technik klinisch gute Arthrodeseergebnisse ohne radiologische Zeichen einer
verminderten oder fehlenden knöchernen Durchbauung ergeben kann, daher ist die
Verwendung eines singulären K-Drahtes für die Zuggurtung gerechtfertigt [8]. Allerdings
erscheint das Ergebnis von Bicknell etwas fraglich, da ein einzelner Kirschnerdraht eine
reine Adaptation der Knochenenden ohne wesentliche Stabilität ergibt. Fyfe und Mason
hatten für einen geraden, einzelnen K-Draht die mit Abstand geringste Stabilität im
Vergleich zu anderen Verfahren ermittelt [20]. Eine solche Osteosynthese macht unseres
Erachtens nur in Ausnahmefällen in Verbindung mit einer längerfristigen, äußeren
Stabilisierung Sinn.
Für die Fadenzuggurtungen verwendeten wir in vitro aus wirtschaftlichen Gründen nicht-
resorbierbare Ethibond-Fäden anstatt resorbierbarem Fadenmaterial. Dieses schien uns
zulässig, da die primären mechanischen Eigenschaften der Fäden vor Beginn der
Zersetzungsprozesse als ähnlich anzusehen sind. Die Zugfestigkeit beider Fadenarten ist
hoch genug, so daß es zu keinem Zerreißen der Fäden kam.
Aufgrund der Durchführung der biomechanischen Versuche an formalinfixierten
Leichendaumen sind die Ergebnisse nur bedingt auf den Lebenden zu übertragen. Da sich
die mechanischen Eigenschaften jedoch durch die Fixierung kaum ändern, ist eine
80
vergleichende Untersuchung unter gleichartig behandelten Präparaten legitim und wurde
bereits in verschiedenen Studien durchgeführt [5, 9, 20, 34].
In unseren biomechanischen Versuchen zur Stabilität und Lockerung konnte bei der
eingeschränkten Fallzahl nach dem nichtparametrischen Kruskal-Wallis-Test auf dem 5%-
Niveau kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Primärstabilitäten der
Arthrodesegruppen gezeigt werden. Es ließen sich jedoch bezüglich des
Osteosyntheseverhaltens Tendenzen erkennen. So zeigten die Präparate mit zwei
gekreuzten Kirschnerdrähten die größte primäre Winkelstabilität. Die der
Kirschnerdrahtcerclage-Osteosynthesen betrug nur 84% davon. Die Primärstabilität der
Präparate mit Polylactidstiftung plus resorbierbarer Doppelzuggurtung betrug etwa 56%
von der mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten.
Um die Stabilität der Arthrodeseanordnung während des gesamten Untersuchungsintervalls
zu zeigen, berücksichtigten wir zur Ermittlung der Primärstabilität nicht die absoluten
Meßwerte, sondern verwendeten die durchschnittliche Steigung der Hysteresisschleife aller
Meßwerte eines Präparates als Maß für die Winkelstabilität. Durch die zyklische Belastung
mit einem Gesamtwinkel von 16° wird die durchschnittliche Verbiegesteifigkeit bei
Flexion und Extension angegeben.
Unsere Bruchversuche entsprachen etwa bisherigen Untersuchungen anderer Autoren zur
Primärstabilität. Die Präparate wurden flektiert, bis eine Abnahme der Meßwerte trotz
zunehmendem Winkel einen Stabilitätsverlust anzeigte. Auch bei dieser Untersuchung
waren die Arthrodesen mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten am stabilsten und setzten der
Verbiegung den größten Widerstand entgegen. Durchschnittlich war bei ihnen für eine
Beschädigung der Osteosyntheseanordnung ein Moment von -172 N*cm notwendig. Das
bei den Kirschnerdrahtcerclagen aufzubringende Bruchmoment betrug im Durchschnitt
73% davon. Die Präparate mit Polylactidstiftung plus resorbierbarer Doppelzuggurtung
erforderten ein Moment von 72% des Bruchmomentes der KD-Präparate.
Die PL-Präparate konnten im Rahmen des Bruchversuches mit einem durchschnittlichen
Winkel von 54° wesentlich weiter flektiert werden als die KD-Daumen (30°), bevor es zu
einer Beschädigung der Arthrodesenanordnung kam. Bei den KC-Präparaten zeigten sich
am frühesten Ermüdungserscheinungen (24°).
Die Verwendung eines singulären Kirschnerdrahtes anstatt der üblicherweise verwendeten
zwei parallelen Bohrdrähte für die Zuggurtung ist eine Erklärung dafür, daß die in anderen
Studien [9, 34] stabilere Kirschnerdraht-Cerclage in unserer Untersuchung an zweiter
81
Stelle nach den gekreuzten Kirschnerdrähten kommt. Die Vergleichbarkeit mit anderen
Studien ist dadurch herabgesetzt.
Eine weitere Begründung für die Differenz in den Ergebnissen sind die Unterschiede in
den Rahmenbedingungen und der Art der Beurteilung der Meßergebnisse. So haben
Black und Fyfe ihre biomechanischen Untersuchungen an osteotomierten Knochen und
nicht an arthrodesierten Gelenken vorgenommen [9, 20]. Die Steigerung der übertragenen
Kraft wurde bei den Vergleichsstudien kontinuierlich mit sehr unterschiedlicher
Geschwindigkeit und nicht schrittweise wie bei uns vorgenommen. Außerdem erfolgte die
Kraftübertragung meist linear über eine Dreipunkt-Spannvorrichtung und nicht als
Drehmoment.
Auch ergibt unsere Auswertung der durchschnittlichen Steigung der ermittelten
Hysteresisschleifen deutlich andere Ergebnisse als die einfache Gegenüberstellung der
Meßwerte bei bestimmten Winkeln [20] oder bei kontinuierlicher Beugung bis zum Bruch
[9], wie er von anderen Autoren vorgenommen wurde. Bei Vergleich nur der Meßwerte
der ersten Beugung erforderten auch in unserer Studie die Präparate mit
Kirschnerdrahtcerclage das höchste Moment für eine vorgegebene Verbiegung. In dem von
Fyfe ausgewerteten 3°-Deformierungswinkel (Flexion) lag das bei uns erforderte Moment
der KD-Daumen bei 82%, das der PL-Präparate bei 55% des Meßwertes der
Kirschnerdrahtcerclagen. Betrachtet man die ersten Meßwerte bei 8° Flexion, ändert sich
das Verhältnis. Hier erforderten die Präparate mit gekreuzten Kirschnerdrähten das größte
Moment. Das erforderliche Drehmoment der KC-Präparate lag nur bei 91%, das der PL-
Daumen bei 58% des Wertes der KD-Arthrodesen.
Die von uns gewählte Auswertung hat den Vorteil, daß sie die durchschnittliche
Winkelstabilität über mehrere Meßzyklen bei Extension und Flexion zeigt. Dieses
entspricht eher der Beanspruchung in vivo. Eine einmalige Biegung nur in einer Richtung
erscheint unrealistisch. Durch die bei uns durchgeführten zyklischen Belastungen sind die
Ergebnisse besser mit den Verhältnissen am Lebenden vergleichbar. Allerdings wird auch
in unserer Messung nur eine Belastung in einer Ebene berücksichtigt. Aber auch z.B. die
durch Kovach zusätzlich getestete seitliche Belastung und Torsion können nur einen
Bruchteil der in vivo auftretenden Kräfte erfassen [34], realitätsgetreue
Untersuchungsbedingungen sind nur näherungsweise zu erreichen.
Bei der Beurteilung unserer Bruchversuche ist zu berücksichtigen, daß wir diese
abbrachen, wenn das effektiv gemessene Moment um mehr als 3,5% vom Vorwert abfiel.
Wir interpretierten dies als einen wesentlichen Stabilitätsverlust, den wir als „Bruch“
82
bezeichneten. Kleinere Schwankungen wurden toleriert, da angenommen werden konnte,
daß die Grundstabilität erhalten blieb.
Die Versuche wurden nicht über einen vorgegebenen Verdrehwinkel fortgesetzt, sondern
individuell nach einem wesentlichen Stabilitätsverlust abgebrochen.
Wir konnten in unseren Versuchen eine geringere durchschnittliche Stabilitätsabnahme
der Osteosynthesen mit Polylactidstiftung plus resorbierbarerer Zuggurtung
(0,3 N*cm/Zyklus) über zehn Meßzyklen durch Bewegung im Vergleich zu den Präparaten
mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten (0,46 N*cm/Zyklus) bzw. Kirschnerdrahtcerclagen
(0,55 N*cm/Zyklus) zeigen. Diese „Lockerung“ der Osteosynthese wurde in bisherigen
Studien, die die Stabilität nur durch einmalige Biegebelastung untersuchten, nicht
berücksichtigt.
Beim Vergleich der Stabilitätsabnahmen fällt auf, daß das Nachlassen der Stabilität sich
bei Flexion und Extension deutlich unterscheidet. Am Auffälligsten ist dieses bei den
Kirschnerdrahtcerclagen.
Die KC-Präparate zeigen bei
Flexion mit Abstand die größte
Stabilitätsabnahme (0,87 N*cm/
Zyklus). Diese ist etwa 3,5 mal
so groß wie bei Extension (-0,23
N*cm/Zyklus). Dies entspricht
der Beobachtung, daß mit
zunehmender Winkelstabilität
auch die Stabilitätsabnahme
steigt.
Das aufzubringende Dreh-
moment bei Flexion der KC-
Präparate ist 1,5 mal so hoch wie bei Extension, bei den PL- und den KD-Arthrodesen
liegen die Meßwerte für eine Flexion etwa beim 1,26-fachen der Werte bei Extension.
Als Ursache dafür kann der asymmetrische Aufbau der Osteosynthesen gelten, der sich bei
den Kirschnerdrahtcerclagen am deutlichsten auswirkt. Einer Extensionsbewegung der
KC-Osteosynthesen setzt nur der einzelne Bohrdraht Widerstand entgegen, die Stauchung
der Zuggurtung bringt kaum Stabilität. Die Bedeutung der Cerclage zeigt sich erst bei einer
Flexion des Gelenkes, da sich die hauptsächliche Wirkung des Drahtes bei Zugkräften
ergibt. Die deutlich höhere Stabilitätsabnahme bei Flexion bedeutet, daß sich die Cerclage
während der ersten Meßzyklen noch dehnt.
Abb. 62: Vergleich von primärer Winkelstabilität (x 1/10; grün)
und Stabilitätsabnahme bei +8° (blau, Beträge) bzw. bei -8° (rot)
der verschiedenen Arthrodesearten.
Vergleich Primärstabilität und Lockerung
0
0,3
0,6
0,9
PL KD KC
Win
kels
tabi
lität
(N*c
m/°)
bzw
.St
abili
täts
abna
hme
(N*c
m/Z
yklu
s)
Primärstabilität / 10Stabilitätsabnahme +8° Extension (Betrag)Stabilitätsabnahme -8° Flexion
83
Die Präparate mit Polylactidstiftung plus resorbierbarer Doppelzuggurtung zeigten eine
deutlich größere Elastizität bei Biegebeanspruchung als die Präparate mit zwei gekreuzten
Kirschnerdrähten bzw. Kirschnerdrahtcerclagen. Sie waren zwar nicht so verwindungssteif
wie die Vergleichsgruppen, zeigten aber eine deutlich geringere Stabilitätsabnahme durch
zyklische Bewegungen. Im Bruchversuch konnten sie etwa doppelt soweit flektiert werden
wie die Vergleichspräparate, bis ein Stabilitätsverlust in der Arthrodesenanordnung eintrat.
Bei den Langzeitversuchen mit 50 Belastungszyklen zeigte sich, daß sich die
wesentlichen Änderungen der Meßwerte bei maximalem Verdrehwinkel während der
ersten Gelenkbewegungen ergeben. Nach anfänglicher mehr oder weniger deutlicher
Abnahme der Meßwerte wurden die Änderungen zunehmend geringer, bei den
Arthrodesen mit Metall kam es gegen Ende der Untersuchung sogar teilweise zu einer
Zunahme der Meßwerte. Diese war jedoch gering und ist durch die Steifheit der
Osteosynthesematerialien zu erklären. Das Metall verformte sich durch die Bewegung
etwas und paßte sich der Biegung an, ohne daß die Osteosyntheseanordnung dauerhaft
geschädigt wurde.
Als Tendenz ist zu erkennen, daß die Polylactidstiftungen plus resorbierbarer
Doppelzuggurtung auch über 50 Zyklen einen geringeren Stabilitätsverlust zeigten als die
beiden metallischen Verfahren.
Auf eine gute Heilung mit rascher, stabiler, knöcherner Durchbauung nach einer
osteosynthetischen Versorgung haben unterschiedlichste individuelle und
verfahrensabhängige Faktoren Einfluß, z.B.:
� Veränderungen des Knochens und der Weichteile, z.B. durch R.A.,
� allgemeine Knochenheilung,
� Stoffwechsel,
� Medikamenten- oder Toxinwirkungen,
� Art des Operationsverfahrens,
� Größe der erreichten Stabilität,
� Enge des Kontaktes der Knochenflächen,
� Größe der Knochenfläche für die Durchbauung,
� Durchblutung des betroffenen Gewebes,
� Art und Dauer der äußeren Schienung.
84
Unsere retrospektive klinische Studie ergab eine stabile, knöcherne Durchbauung bei 11
von 16 Daumen, entsprechend 68,75%. Zwei Patienten hatten eine straffe Pseudarthrose,
aber waren mit dem Ergebnis zufrieden. Bei zwei weiteren war eine Stabilisierung
ausgeblieben, sie hatten zeitweise im betroffenen Gelenk Schmerzen und waren
unzufrieden. Eine dritte Patientin mit Pseudarthrose war dagegen schmerzfrei, sie war
jedoch vor allem aufgrund der weit fortgeschrittenen rheumatischen Gelenkveränderungen
deutlich in ihrer Funktionalität eingeschränkt. Diese OP ist dennoch als erfolgreich zu
werten, da sich die Gesamtsituation der Patientin gebessert hatte. Das Ergebnis ist in
Relation zu den erheblich erschwerten Bedingungen bei dieser bereits 86 Jahre alten
Patientin zu sehen, die unter schwersten Handdeformierungen litt. Der Operateur hatte sich
bewußt aufgrund des hohen Alters und der weitreichenden rheumatischen
Gelenksveränderungen für die MCP-1-Arthrodese mit resorbierbaren Materialien und
gegen weitergehende Gelenkrekonstruktionen entschieden.
Eine Erklärung für die insgesamt geringere Fusionsrate der operierten Daumen im
Vergleich zu anderen Studien [z.B. 2, 11, 13, 79] mag sein, daß es sich in unserer
Untersuchung bei allen Operierten um Rheumatiker mit massiven Veränderungen der
versteiften Gelenke, angrenzenden Knochen sowie der ganzen betroffenen Hand handelt.
Das rheumatisch veränderte Gelenk stellt allgemein eine hohe Herausforderung an den
Chirurgen. Im Vergleich zu traumatischen Versteifungsindikationen sind die
Voraussetzungen für eine gute Wundheilung und knöcherne Durchbauung bei Patienten
mit einer Erkrankung des rheumatischen Formenkreises deutlich verschlechtert aufgrund
des langjährigen Entzündungsprozesses und der weitreichenden Veränderungen [40, 61].
Leibovic zeigte in seiner vergleichenden Studie an 224 PIP-Arthrodesen deutliche
diagnoseabhängige Unterschiede. So kam es in der zahlenmäßig kleinen Gruppe von
Patienten mit Psoriasis-Arthritis bei 28% zu einer klinischen Pseudarthrose, bei den
Traumapatienten nur in 7,5% der Fälle [40].
Die meisten Untersuchungen berichten von einer knöchernen Konsolidierungsrate
zwischen 80% und 100%, viele liegen deutlich über 90% [2, 58, 64, 79]. Es wird jedoch
in vielen nicht oder nur kaum auf die Arthrodese beim Rheumatiker eingegangen. Arata et
al. sowie Wüstner, Partecke und Buck-Gramcko beziehen sich in ihren Studien zu
biodegradierbaren PLLA- bzw. PDS-Splinten ausschließlich auf Traumapatienten. In
beiden Studien wird von einer stabilen Durchbauung in allen Fällen berichtet [3, 79].
Buck-Gramcko und Mitarbeiter kamen 1988 auf eine knöcherne Heilungsrate von 91%, es
waren vor allem intraossäre Drahtnähte sowie gekreuzte Kirschnerdrähte verwendet
85
worden, auch hier war die Indikation zur Arthrodese im Wesentlichen auf ein Trauma
zurückzuführen.
Desweiteren sind die Kriterien zur Beurteilung eines OP-Erfolges uneinheitlich. Es wird
teilweise von „fester Durchbauung“, „fibröser“ versus „knöcherner Vereinigung“ [58]
bzw. einfach „primärer Heilung“ [62] gesprochen. Ein Teil der Studien wertet die Zeit bis
zur radiologisch nachweisbaren Durchbauung [44]. Faithfull and Herbert sprechen in ihrer
Studie bzgl. Hand-Arthrodesen von „Erfolg“ der Operation, ohne dieses näher zu erläutern
[19]. Stanley et al. geben als Ergebnis an, daß 83% der Patienten die OP als erfolgreich
beurteilten [64]- demgegenüber waren nur 2 unserer 16 Patienten mit dem OP-Ergebnis
unzufrieden, entsprechend 12,5%. Da wir jedoch die Zufriedenheit in drei Stufen
einteilten, ist der Rückschluß, daß 87,5 % der Befragten zufrieden gewesen seien, nicht
zulässig. Drei Patienten hatten eine mittlere Zufriedenheit angegeben. Schon diese
Beispiele zeigen die Schwierigkeiten beim Vergleich verschiedener Studien.
Nur die zwei Patientinnen, die über zeitweise Schmerzen ihres pseudarthrotischen
Gelenkes klagten, gaben eine Unzufriedenheit mit dem OP-Ergebnis an. Wie auch Stanley
et al. zeigten, hängt die Zufriedenheit der Patienten vor allem mit Schmerzfreiheit und im
weiteren mit einer guten Funktion bei insgesamt stabilen Verhältnissen zusammen. [64].
Eine leichte Pseudarthrose des operierten Gelenkes für sich alleine ist hingegen kein Grund
für eine Unzufriedenheit des Operierten, solange die Einsetzbarkeit der Hand nicht
vermindert ist.
Die geringe Fallzahl in unserer Studie von nur 16 nachuntersuchten MCP-I-Arthrodesen
erschwert des weiteren die Vergleichbarkeit. Eine statistisch relevante Aussage ist nicht zu
treffen, die Ergebnisse sind nur als Tendenzen zu interpretieren.
Es war in einem Fall bei den in unserer retrospektiven klinischen Studie untersuchten
Operierten zu einer postoperativen Sensibilitätsstörung an der Fingerspitze gekommen. Im
Vergleich dazu beschrieben Steiger und Segmüller doppelt so häufig Nervenirritationen -
bei 11% der Patienten - sowie eine relativ hohe Gesamtrate an Weichteilkomplikationen
von 34% [65]. Bei den unerwünschten OP-Folgen waren in unserer Untersuchung
zahlenmäßig die Pseudarthrosen (5/16 Patienten) entscheidend, ein Daumen zeigte eine
pseudarthrotische Fehlstellung in 20° Extension. Jedoch kam es bei keinem Patienten zu
einer knöchernen Infektion, die in anderen Studien [65] als Ursache für einen Teil der
86
Pseudarthrosen gesehen wurde. Auch traten keine weiteren relevanten OP-
Komplikationen auf.
Im Gegensatz zu Steiger und Segmüller, die aufgrund ihrer Studie auf eine optimale
Arthrodesenstellung von 15° Flexion sowie 10° Pronation schlossen [65], hatten wir uns
aufgrund der völlig unterschiedlichen präoperativen Gegebenheiten der schwer arthritisch
deformierten Hände gegen einen vorgegebenen Arthrodesewinkel entschieden und eine
individuell angepaßte Stellung gewählt. Der Flexionswinkel lag dabei zwischen 0° und
30°.
Wägt man alle Argumente und die Ergebnisse unserer Studie gegeneinander ab, so kommt
man zu dem Resultat, daß die Polylactidstiftung mit resorbierbarer Doppelzuggurtung eine
akzeptable Möglichkeit der Fingergelenksversteifung bietet. Sie vereint den
Stabilitätsvorteil einer Zuggurtung mit der Vermeidung von erneuten Operationen und
Stress-Shielding, jedoch zeigt sich in der klinischen Erprobung eine erhöhte
Pseudarthrosenrate.
Das Verfahren erscheint geeignet, um bei Patienten mit fortgeschrittener Rheumatoider
Arthritis eine Versteifung des Daumengrundgelenkes durchzuführen, wenn eine
Metallentfernung vermieden werden soll.
87
Zusammenfassung und Folgerungen
Die an Leichendaumen durchgeführten biomechanischen Untersuchungen der
Primärstabilität von Daumengrundgelenk-Arthrodesen zeigten, daß die metallischen
Arthrodesemethoden im Vergleich zu resorbierbaren Materialien zwar eine höhere
Primärstabilität hatten, dafür jedoch eine stärkere relative Stabilitätsabnahme durch
Bewegung aufwiesen.
Der Dauerbelastungsversuch ergab, daß der wesentliche Stabilitätsverlust eines
osteosynthetisch versorgten Gelenkes durch die ersten Bewegungen verursacht wird. Bei
gleichbleibendem Bewegungsumfang nimmt die Änderung im Verlauf bei allen drei
untersuchten Verfahren deutlich ab.
Die Bruchversuche zeigten, daß bei den Präparaten mit Polylactidstiftung plus
resorbierbarer Doppelzuggurtung deutlich weniger Kraft aufgewendet werden muß als bei
den Daumen mit zwei gekreuzten Kirschnerdrähten, um zu einem eindeutigen Verlust der
Stabilität im Sinne eines Osteosynthesebruches zu führen. Die Kirschnerdrahtcerclagen
waren in dieser Versuchsreihe nur unwesentlich stabiler als die PL-Präparate.
Bei den Osteosynthesen mit Metall war der Verdrehwinkel bis zu einem deutlichen
Nachlassen der Stabilität nur etwa halb so groß wie bei den Präparaten mit
Polylactidstiftung plus resorbierbarer Doppelzuggurtung.
Für die überwiegende Mehrheit der im Rahmen der klinischen Studie untersuchten
Patienten stellte die durchgeführte Arthrodese mit resorbierbaren Materialien eine
wesentliche Verbesserung ihrer Situation dar.
Bei 2/16 der Operierten blieben jedoch zumindest zeitweise Bewegungsschmerzen als
Folge einer pseudarthrotischen Heilung. Weitere 3/16 zeigten eine schmerzfreie, teils
straffe Pseudarthrose.
Die klinische Nachuntersuchung hat jedoch auch gezeigt, daß bei einer Operationsplanung
besonders für einen Rheumapatienten die Indikation und das Osteosyntheseverfahren sehr
sorgfältig geprüft werden müssen. Der Nutzen, den der Patient aus einer operativen
Versorgung eines einzelnen, rheumatisch veränderten Daumens zieht, hängt wesentlich
von dem Grad der Veränderungen auch der anderen Hand- und Fingergelenke und der zu
erwartenden Funktion der gesamten Bewegungseinheit „Hand“ ab.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die Polylactidstiftung in Kombination mit einer
Doppelzuggurtung aus resorbierbarem Faden die Vorteile verschiedener Techniken
verbindet. Sie zeigt zwar im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren eine geringere
primäre Winkelstabilität, dafür vermeidet man bei Erfolg einen weiteren Eingriff zur
88
Metallentfernung. Die Primärstabilität reicht aus, um regelhaft für eine knöcherne
Durchbauung zu sorgen. Jedoch zeigten fünf der 16 operierten Patienten eine –teils straffe-
pseudarthrotische Knochenheilung.
Die Akzeptanz unter den Patienten für OP-Methoden ohne Metall ist hoch, außerdem sind
die verwendeten Materialien gut verträglich.
Mit zunehmender Operationsroutine stellt die operative Gelenkversteifung mit
resorbierbaren Materialien eine vielversprechende Operationsmethode dar.
Bei der hier behandelten Osteosynthesetechnik mit Polylactidstiftung plus resorbierbarer
Doppelzuggurtung handelt es sich um ein für Fingerarthrodesen anwendbares Verfahren,
wenn im Einzelfall eine Metallentfernung vermieden werden soll. Es eignet sich für
Versteifungen des Daumengrundgelenkes bei rheumatisch bedingten Gelenkzerstörungen.
89
Literaturverzeichnis:
[1] Allander, E. (1994).
Epidemiology of the rheumatic diseases.
Curr Opin Rheumatol 6(2), 122-31.
[2] Arata, J., Ishikawa, K., Soeda, H., Kitayama, T. (2003).
Arthrodesis of the distal interphalangeal joint using a bioabsorbable rod as an
intramedullary nail.
Scand J Plast Reconstr Surg Hand Surg 37(4), 228-231.
[3] Arata, J., Ishikawa, K., Sawabe, K., Soeda, H., Kitayama, T. (2003).
Osteosynthesis in digital replantation using bioabsorbable rods.
Ann Plast Surg 50(4), 350-353.
[4] Arens, S., Hansis, M. (1998).
Implantate in der Unfallchirurgie: Osteosynthese mit Titan.
Dtsch Arztebl 95(24), A-1516-1518 (B-1288ff/C-1208ff).
[5] Ayres, J.R., Goldstrohm, G.L., Miller, G.J., Dell, P.C. (1988).
Proximal interphalangeal joint arthrodesis with the Herbert screw.
The Journal of Hand Surgery [Am] 13(4), 600-603.
[6] Baenkler, H.W. (2001).
Bewegungsapparat.
In: Innere Medizin (Duale Reihe). Thieme, Stuttgart, 1634-1639.
[7] Beiser, I.H., Kanat, I.O. (1990).
Biodegradable Internal Fixation. A Literature Review.
Am Podiatr Med Assoc 80(2), 72-75.
[8] Bicknell, R.T., MacDermid, J., Roth, J.H. (2007).
Assessment of thumb metacarpophalangeal joint arthrodesis using a single
longitudinal K-wire.
J Hand Surg [Am] 32(5), 677-684.
90
[9] Black, D.M., Mann, R.J., Constine, R.M., Daniels, A.U. (1986).
The stability of internal fixation in the proximal phalanx.
J Hand Surg [Am] 11(5), 672-677.
[10] Brutus, J.P., Palmer, A.K., Mosher, J.F., Harley, B.J., Loftus, J.B. (2006).
Use of a headless compressive screw for distal interphalangeal joint arthrodesis in
digits: clinical outcome and review of complications.
J Hand Surg [Am] 31(1), 85-89.
[11] Buck-Gramcko, D., Oehme, S. (1988).
Fingergelenkarthrodesen mit intraossärer Drahtnaht und Kirschnerdraht. Eine
vergleichende Studie an 309 Operationen.
Handchir Mikrochir Plast Chir 20(2), 99-106.
[12] Buck-Gramcko, D., Lanz, U., (1999).
Handchirurgie.
In: Koslowski, I., Bushe, K.-A., Junginger, T., Schwemmle, K. (Hrsg.).
Die Chirurgie.
Schattauer, Stuttgart, 4. Auflage, 797-798.
[13] Carroll, R.E., Hill, N.A. (1969).
Small Joint Arthrodesis in Hand Reconstruction.
J Bone Joint Surg [Am] 51, 1219-1221.
http://www.ejbjs.org/cgi/reprint/51/6/1219
[14] Cicchinelli, L.D., Gonzalez, San Juan M, Aycart Testa J. (1996).
Current concepts of absorbable fixation in first ray surgery.
Clin Podiatr Med Surg 13(3), 533-547.
[15] Claes, L.E., Ignatius, A.A., Rehm, K.E., Scholz, C. (1996).
New bioresorbable pin for the reduction of small bony fragments: design,
mechanical properties and in vitro degradation.
Biomaterials 17(16), 1621-1626.
91
[16] Dautel, G., Merle, M. (1999).
Gelenkrekonstruktion - Arthrodesen. In: Merle, M., Dautel, G., Rehart, S. (Hrsg.).
Chirurgie der Hand.
Thieme, Stuttgart-New York, 1. Auflage, 45.
[17] Drenckhahn, D. (2003).
Allgemeine Gelenk- und Knochenlehre.
In: Benninghoff, A., Drenckhahn, D. (Hrsg.). Anatomie, Makroskopische
Anatomie, Histologie, Embryologie, Zellbiologie; Band 1.
Urban & Fischer, München, Jena, 16. Auflage, 257.
[18] Edmunds, I., Trevithick, B., Honner, R. (1994).
Fusion of the first mecarpophalangeal joint for post-traumatic conditions.
Aust N Z J Surg 64(11), 771-774.
[19] Faithfull, D.K., Herbert, T.J. (1984).
Small Joint Fusions of the Hand using the Herbert Bone Screw.
J Hand Surg [Br] 9(2), 167-168.
[20] Fyfe, I.S., Mason, S. (1979).
The mechanical stability of internal fixation of fractured phalanges.
Hand 11(1), 50-54.
[21] Ghattas, L., Mascella, F., Pomponio, G. (2005).
Hand surgery in rheumatoid arthritis: state of the art and suggestions for research.
Zeitschrift Rheumatol 44(7), 834-845.
[22] Granowitz, S., Vainio, K. (1966).
Proximal interphalangeal joint arthrodesis in rheumatoid arthritis.
Acta orthop. [Scandinav] 37, 301-310.
[23] Gschwend, N. (1973).
MCP-Synovektomie.
Orthopäde 2, 18-20, 18-20.
92
[24] Gschwend, N., Raemy, H., Nittner, H., Ivosevic-Radovanovic, D. (1986).
Langzeit-Ergebnisse des endoprothetischen Gelenkersatzes und der Synovektomie.
Handchir Mikrochir Plast Chir 18(3), 135-149.
[25] Gschwend, N. (1998).
Die rheumatische Hand.
Orthopäde 27(3), 167-174.
[26] Hagena, F.-W. (1992).
Erkrankungen des rheumatischen Formenkreises-Operative Therapie.
In: Jäger, M., Wirth, C. J. (Hrsg.). Praxis der Orthopädie.
2. Auflage, Thieme, Stuttgart-New York, 556-557.
[27] Harrison, S.H. (1969).
Rheumatoid deformities of the proximal interphalangeal joints of the hand.
Ann. Rheum. Dis 28, Supplement, 20-22.
[28] Harrison, S.H. (1971).
The proximal interphalangeal joint in rheumatoid arthritis.
Hand. 3(2), 125-130.
[29] Hindley, C.J., Stanley, J.K. (1991).
The rheumatoid wrist: Patterns of disease progression. A review of 50 wrists.
J Hand Surg [Br] 16(3), 275-279.
[30] Hofmann, G.O. (1995).
Biodegradable implants in traumatology: a review on the state-of-the-art.
Arch Orthop Trauma Surg 114(3),123-132.
[31] Jensen, C.H., Jensen, C.M. (1996).
Biodegradable pins versus Kirschner wires in hand surgery.
J Hand Surg [Br] 21(4), 507-510.
93
[32] Juutilainen, T., Pätiälä, H. (1995).
Arthrodesis in Rheumatoid Arthritis using Absorbable Screws and Rods.
Scand J Rheumatol 24(4), 228-233.
[33] Juutilainen, T. (1998).
Absorbable self-reinforced poly-L-lactide wires, screws and rods in the fixation of
fractures and arthrodeses and mini tacks in the fixation of ligament ruptures.
Annales chirurgiae et gynaecologiae 87(3), 240-241.
[34] Kovach, J.C., Werner, F.W., Palmer, A.K., Greenkey, S., Murphy, D.J. (1986).
Biomechanical analysis of internal fixation techniques for proximal interphalangeal
joint arthrodesis.
J Hand Surg [Am] 11(4), 562-566.
[35] Kowalski, R.J., Ferrara, L.A., Benzel, E.C. (2001).
Biomechanics of bone fusion. Cleveland, USA.
Neurosurg focus 10(4), E2, 1-7.
[36] Laftman, P., Nilson, O.S., Brosjö, O., Strömberg, L. (1989).
Stress shielding by rigid fixation studied in osteotomized rabbit tibiae.
Acta Orthop Scand 60(6), 718-722.
[37] Langendorff, H.-U. (2000).
Chirurgie der Hand.
In: Schumpelick, V., Bleese, N., Mommsen U. (Hrsg.). Chirurgie.
Enke im Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 5. Auflage, S. 1295-1316.
[38] Lehner, S., Steinhäuser, E., Mittelmeier, W. (2001).
Biomechanische Untersuchung zur Primärstabilität verschiedener Fingerarthrodese-
Techniken.
Z. Orthop 139, 62.
94
[39] Leibovic, S.J. (2007).
Arthrodesis of the Interphalangeal Joints With Headless Compression Screws.
J Hand Surg 32, 1113-1119.
[40] Leibovic, S.J., Strickland, J.W. (1994).
Arthrodesis of the Proximal Interphalangeal Joint of the Finger: Comparison of the
Use of the Herbert Screw With Other Fixation Methods.
J Hand Surg [Am] 19A(2), 182-188.
[41] Leroux, M., Harris, P., Fowles, J.V., Boudreault, F., Yahia, L. (1998).
Biomechanical evaluation and clinic correlation of 3 methods of internal fixation of
metacarpophalangeal arthrodesis of the thumb.
Ann Chir 52(8), 727-735.
[42] Liebehenschel, N. (2004).
Biokompatibilität resorbierbarer Polymere in der Mund-, Kiefer- und
Gesichtschirurgie. Eine evidenzbasierte Analyse.
Inaugural-Dissertation, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.Br.
http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=970937105&dok_var=d1&dok_ext
[43] Lipsky, P.E. (2005).
Rheumatoide Arthritis.
In: Dietel, M., Suttorp, N., Zeitz, M. (dt. Hrsg.). Harrisons Innere Medizin, Band 2.
ABW Wissenschaftsverlag GmbH, Berlin, Leiben, 16. Auflage, 2115-2124.
[44] Lister, G. (1978).
Intraosseous wiring of the digital skeleton.
J Hand Surg [Am] 3(5), 427-435.
[45] Martin, L. (1981).
Arthrodesen an Daumen und Langfinger.
Handchirurgie 13(3-4), 221-230.
95
[46] Mittal, R., Morley, J., Dinopoulos, H., Drakoulakis, E.G., Vermani, E., Giannoudis,
P.V. (2004).
Use of bio-resorbable implants for stabilisation of distal radius fractures: the United
Kingdom patients’ perspective.
Injury, 36(2), 333-338.
[47] Mittelmeier, W., Braun, C., Hauschild, M., Schäfer, R. (1999).
Technique of finger arthrodesis by dorsal thread tension band fixation. Comparing
biomechanical investigations.
Der Unfallchirurg, 102(6), 466 -473.
[48] Mommsen, U., Holzrichter, D., Schumpelick, V. (2000).
Allgemeine Traumatologie.
In: Schumpelick, V., Bleese, N., Mommsen U. (Hrsg.). Chirurgie.
Enke im Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 5. Auflage, 1183-1198.
[49] Olivier, L.C., Gensigk, F., Board, T.N., Kendoff, D., Krehmeier, U., Wolfhard, U.
(2007).
Arthrodesis of the distal interphalangeal joint: discription of a new technique and
clinical follow-up at 2 years.
Arch Orthop Traum Surg 128(3), 307-311.
[50] Pauwels, F. (1960).
Eine neue Theorie über den Einfluß mechanischer Reize auf die Differenzierung
der Stützgewebe.
Z. Anat. Entwickl. Gesch. 121, 478 - 515.
[51] Perren, S. (2003).
Chirurgische Problematik der Implantatallergie.
German Medical Science; 2003. Doc 03dguA23-1.
http://www.egms.de/en/meetings/dgu2003/03dgu0143.shtml
[52] Preuschoft, H. (1973).
Functional anatomy of the upper extremity.
The chimpanzee 6, 34-120.
96
[53] Rehart, S., Kerschbaumer, F., Starker, M., Kandziora, F. (1999).
Stadienbezogene operative Therapie der Rheumahand.
Dtsch Arztebl 96(3), A-121-127 (B-105ff, C-101ff).
http://www.aerzteblatt.de/v4/archiv/artikel.asp?src=dimdi&id=15029
[54] Rehm, K.E., Helling, H.-J., Claes, L. (1994).
Bericht der Arbeitsgruppe Biodegradable Implantate.
Akt. Traumatol. 24, 70-74.
[55] Rizzo, M. (2006).
Thumb arthrodesis.
Techniques in hand & upper extremity surgery 10(1), 43-46.
[56] Rokkanen, P.U. (1998).
Bioabsorbable fixation devices in Orthopaedics and Traumatology.
Ann Chir Gynaecol 87(1), 13-20.
[57] Rozental, T.D. (2007).
Reconstruction of the rheumatoid thumb.
J Am Acad Orthop Surg 15(2), 118-125.
[58] Sanderson, P.L., Morris, M.A., Fahmy, N.R. (1991).
A long-term review of the Harrison-Nicolle Peg in digital arthrodesis.
J Hand Surg [Br] 16(3), 283-285.
[59] Schattenkirchner, M. (1992).
Erkrankungen des rheumatischen Formenkreises - Einteilung, Klinik, Konservative
Therapie.
In: Jäger, M., Wirth, C. J. (Hrsg.). Praxis der Orthopädie.
Thieme, Stuttgart-New York, 2. Auflage, 524-531.
97
[60] Schmidt, K (2001).
Zur operativen Therapie rheumatischer Fingerdeformitäten.
Habilitationsschrift für das Fach „Orthopädie“.
Medizinische Fakultät der Ruhr-Universität Bochum, 252-280.
[61] Segmüller, G. (1973).
Fingerarthrodesen an der rheumatischen Hand.
Orthop 2, 27-30.
[62] Seitz, W.H., Jr., Sellmann, D.C., Scarcella, J.B., Froimson, A.I. (1994).
Compression Arthrodesis of the Small Joints of the Hand.
Clinical Orthopaedics and related research 304, 116-121.
[63] Simon, J.A., Ricci, J.L., Di Cesare, P.E. (1997).
Bioresorbable fracture fixation in orthopedics: a comprehensive review. Part I.
Basic science and preclinical studies.
Am J Orthop 26(10), 665-671.
[64] Stanley, J.K., Smith, E.J., Muirhead, A.G. (1989).
Arthrodesis of the metacarpo-phalangeal joint of the thumb: a review of 42 cases.
J Hand Surg [Br] 14(3), 291-293.
[65] Steiger, R., Segmüller, G. (1989).
Arthrodesis of the metacarpophalangeal joint of the thumb. Indications, technic,
arthrodesis angle and functional effect.
Handchir Mikrochir Plast Chir 21(1), 18-22.
[66] Stellbrink, G. (1981).
Erkrankungen der Gelenke.
In: Nigst, H., Buck-Gramcko, D., Millesi, H. (Hrsg.).
Handchirurgie, Band 1- Allgemeines, Wahloperationen.
Georg Thieme Verlag Stuttgart, New York, 20.3-20.22.
98
[67] Strycker, M.L. (1995).
Biodegradable internal fixation.
J Foot Ankle Surg 34(1), 82-88.
[68] Swanson, A.B. (1972).
Flexible Implant Arthroplasty for Arthritic Finger Joints: Rational, technique, and
results of treatment.
J Bone Joint Surg [Am] 54, 435-544.
http://www.ejbjs.org/cgi/reprint/54/3/435.pdf
[69] Swanson, S.A.V., Freeman, M.A.R., Day, W.H. (1971).
The fatigue properties of human cortical bone.
Med Biol Eng 9(1), 23-32.
[70] Tomaino, M.M. (2006).
Distal interphalangeal joint arthrodesis with screw fixation: why and how.
Hand clinics 22(2), 207-10.
[71] Tutsch, D., Boss, N., Wangerin, G., Bertschinger, B., Parzhuber, S., Striebeck, C.,
Torich, H. (1997).
Lexikon Medizin.
Urban & Schwarzenberg, München – Wien – Baltimore, Sonderausgabe, 1381.
[72] Voche, P., Merle M., Membre, H., Fockens, W. (1995).
Bioabsorbable rods and pins for fixation of metacarpophalangeal arthrodesis of the
thumb.
J Hand Surg [Am] 20(6),1032-1036.
[73] Voutilainen, N. (2002).
Self-reinforced polylactic acid implant fixation for arthrodeses in rheumatoid
arthritis and ankle fractures a short- and long-term study.
Academic dissertation, Medical Faculty of the University of Helsinki.
https://oa.doria.fi/handle/10024/2259
99
[74] Wagenhäuser, F.J. (1968).
Klinik der progredient chronischen Polyarthritis des Erwachsenen.
Med Welt 43, 2323-2329.
[75] Wagenhäuser, F.J. (1974).
Frühdiagnose der chronischen Polyarthritis.
Therapeutische Umschau, 31(7), 444-451.
[76] Weidner, A. (2005).
Osteosynthese mit der resorbierbaren Isosorb®-Schraube im Vergleich zur
konventionellen Titanosteosyntheseschraube bei der sagittalen Spaltung nach
Obwegeser und Dal-Pont im Rahmen einer randomisierten, kontrollierten,
prospektiven, klinischen Studie. Ein röntgenkephalometrischer Vergleich.
Inaugural – Dissertation, Bayerischen Julius-Maximilians- Universität Würzburg,
Medizinische Fakultät, 2006. urn:nbn:de:bvb:20-opus-17607.
http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=97945283x&dok_var
[77] Weingart, D., Bublitz, R., Michilli, R., Class, D. (2001).
Resorbierbares Osteosynthesematerial bei Kraniosynostosen.
Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, 5(3), 198 – 201.
[78] Wirth, C.J., Lazovic, D. (1996).
Zur Bedeutung der Arthrodesen.
Orthopäde 25, 96-98.
[79] Wüstner, M.C., Partecke, B.-D., Buck-Gramcko, D. (1986).
Resorbierbare PDS-Splinte zur Frakturstabilisierung und für Arthrodesen an der
Hand.
Handchir Mikrochir Plast Chir 18(5), 298-301.
100
Anhang
A.) VorversucheI.) Vorversuche Polylactidstiftung plus resorbierbare
DoppelzuggurtungZunächst wurden in einem Vorversuch (Vv) mit einer Polylactidstiftung plus
resorbierbarer Doppelzuggurtung die Versuchsdurchläufe erprobt. Das verwendete
Momentenrad (MR-1) war für ein maximales Drehmoment von 100 N*cm ausgelegt.
Der Vorversuch ergab, daß eine Verzögerung von 2000 zwischen Motorbewegung und
Durchführung der Messung zu verfälschten Meßwerten führt. Offensichtlich wurden die
Messungen der empfindlichen Meßstreifen durch die noch nicht abgeklungene
Eigenschwingung des Aufbaues bzw. des Momentenrades gestört. Diese schwin-
gungsbedingten Artefakte bei gleichzeitiger Messung und Bewegung zeigten sich bei der
fortan verwendeten längeren Verzögerung von 3000 nicht mehr (siehe unten, Abbildung
A1+A2).
PL-Vv-Stabilität-alt
y = 2,8781x - 1,0735
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
-10 -5 0 5 10
Winkel (Grad)
Mom
ent(
N*c
m)
PL-Vv-Stabilität-neuy = 3,0669x + 0,8735
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
-10 -5 0 5 10
Winkel (Grad)
Mom
ent(
N*c
m)
Abb. A1 (links) + Abb. A2 (rechts): Graphiken zur Stabilität des Vorversuches (Vv): Vergleich der ersten
Messung mit Verzögerung 2000 ( links ) und der neuen Messung mit Verzögerung 3000 (rechts).
101
II.) Vorversuche reine FadenzuggurtungFür den Vorversuch kennzeichneten wir vier Daumen mit der Abkürzung FC für Faden-
cerclage und den Ziffern 1-4, diese wurden jeweils mit einer Osteosynthese aus reiner
Fadencerclage ohne Polylactidstiftung versehen.
Entsprechend dem Vorgehen bei den
PL-Arthrodesen wurde als Faden jeweils
ein Ethibond Stärke 0 (Firma Ethicon,
Norderstedt) verwendet. Dieser wurde
über zwei parallele 1 mm-Bohrlöcher
geführt, die einen Abstand von ca. 6 mm
zueinander hatten und etwa im 45°-
Winkel von der dorsalen Knochenfläche
des Mittelhandknochens zur palmaren
Hinterkante des Gelenkes verliefen. Von
dort verlief der Faden durch zwei
weitere parallele 1 mm-Bohrlöcher etwa im 45° -Winkel zur Dorsalseite des proximalen
Fingerknochens. Der Faden wurde im Sinne einer doppelten Zuggurtung gezogen und
kräftig verknotet. Die vier Gelenke hatten anschließend einen Winkel von 2° bis 10°, im
Durchschnitt 6°.
Vier Finger, die eine solche
Fadencerclage erhalten hatten,
wurden im Rahmen eines weiteren
Vorversuches auf ihre Stabilität
überprüft (FC-1 bis FC-4) und in
gleicher Weise ausgewertet, wie bei
den Hauptversuchen die anderen
Arthrodeseverfahren.
Die durchschnittliche Winkelstabilität der FC-Präparate beträgt 1,14 N*cm/Grad mit einer
Varianz von 0,05 (N*cm/Grad)² sowie einer Standardabweichung von 0,22 N*cm/Grad.
Abb. A3: Reine Fadendoppelzuggurtung; gestrichelte
Linien deuten einen intraossären Verlauf an.
Abb. A4: Graphische Darstellung der
durchschnittlichen FC-Meßwerte.
FC-gesamt
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 100 200 300 400
Messung (n)
Mom
ent[
N*c
m]
102
Im Vergleich miteinander haben
die einzelnen Stabilitätsabnahmen
bei +8° Extension der
Fadencerclage-Präparate einen
Mittelwert von -0,084
N*cm/Zyklus mit einer Varianz
von 0,002 (N*cm/Zyklus)² und
einer Standardabweichung von
0,045 N*cm/Zyklus.
Die Stabilitätsabnahmen der FC-
Präparate bei -8° Flexion haben
einen Mittelwert von 0,095
N*cm/Zyklus mit einer Varianz
von 0,001 (N*cm/Zyklus)² und einer Standardabweichung von 0,037 N*cm/Zyklus.
FC+8°_Extensiony = -0,0838x + 13,188
12,2
12,4
12,6
12,8
13
13,2
13,4
0 5 10 15
Zyklus (n)
Mom
ente
(N*c
m)b
ei+7
,92°
FC-8°_Flexiony = 0,095x - 13,285
-13,6
-13,4
-13,2
-13
-12,8
-12,6
-12,4
-12,20 5 10 15
Zyklen (n)
Mom
ente
(N*c
m)b
ei-7
,92°
Abb. A6 (links) + Abb. A7 (rechts): Graphiken zur Darstellung der Verläufe der durchschnittlichen
Maximal- bzw. Minimalwerte der FC-Meßwerte bei +8° bzw. -8°.
Die Vorversuche an Präparaten mit Fadencerclage ohne Polylactidstift zeigten, daß dieses
Arthrodeseverfahren eine verhältnismäßig geringe Stabilität ergibt. Der für eine knöcherne
Durchbauung notwendige Beugewiderstand wird mit dieser OP-Methode nach unserer
Einschätzung nicht erreicht, daher wurde dieses Verfahren in dieser Studie nicht weiter
berücksichtigt.
Abb. A5: Graphik der durchschnittlichen Meßwerte gegen
den Meßwinkel der FC-Arthrodesen mit
Approximationsgerade und deren Geradengleichung.
FC_ges_Stabilität y = 1,1355x - 0,7474R20,8125 =
-15
-10
-5
0
5
10
15
-10 -5 0 5 10
Winkel [grad]
Mom
ent[
N*c
m]
103
B.) Weitere Graphiken
Bruch_PL_gesamt
-300
-200
-100
0
100
-80 -60 -40 -20 0
Winkel [Grad]
Mom
ent[
N*c
m]
PL_B-02PL_B-03PL_B-05PL_B-09PL_B-10
Bei der blauen Graphik des Präparates KD-10 zeigt sich ein unerwartetes Verhalten: nach
deutlichem Abfall des gemessenen Momentes von -314,9 N*cm auf -137,1 N*cm beim
Schritt von -26° auf -28° steigt das Moment beim nächsten Schritt (-30°) auf
-155,50 N*cm erneut an. Die Arthrodese hatte sich also gelockert, brachte aber weiterer
Abb. A9: KD-Bruchverläufe, das aufzubringende Moment ist gegen den Verbiegungswinkel aufgetragen.
Der Meßbeginn ist bei -8°, die Endstellung 0º.
Abb. A8: Graphik PL-Bruchversuche. Das gemessene Moment ist gegen den Winkel aufgetragen, der
Meßbeginn ist bei -8°, die Endstellung 0°.
Bruch_KD_gesam t
-350
-250
-150
-50
50
-50 -40 -30 -20 -10 0
Winkel [Grad]M
omen
t[N
*cm
]
K D _B _1K D _B _6K D _B _9K D _B _10K D _B _11
104
Verbiegung dennoch einen deutlichen Widerstand entgegen. Nach 2 Schritten der nun
regulär folgenden Winkelabnahme entschieden wir uns, den Versuch weiterzuführen und
vergrößerten den Verdrehwinkel wieder. So ergab sich die „Schlaufe“ der blauen
KD_B_10-Kurve. Es zeigten sich sehr wechselhafte Werte, der Versuch wurde bis zu
einem Winkel von -46° weitergeführt und dann abgebrochen. Für den Vergleich wurde
wie bei den anderen Präparaten auch das erste Nachlassen der Stabilität gewertet.
Bruch_KC_gesamt
-250
-150
-50
50
-80 -60 -40 -20 0
Winkel [Grad]
Mom
ent[
N*c
m]
KC_B_2KC_B_3KC_B_4KC_B_9KC_B_10
Abb. A10: KC-Bruchverläufe, das aufzubringende Moment ist gegen den Verbiegungswinkel
aufgetragen.
105
C.) Weitere Tabellen
Präparat PL KD KC
1 30° 28° 24°
2 18° 34° 24°
3 24° 40° 26°
4 18° 36° 26°
5 16° 26° 26°
6 26° 36° 26°
7 28° 42° 24°
8 30° 44° 30°
9 40° 44° 30°
10 22° 46° 34°
MW 25° 38° 27°
Tab. A1: Übersicht über die Präparatwinkel der drei Arthrodesegruppen,
gemessen zwischen Mittelhand- und proximalem Fingerknochen,
entsprechend einer Flexionsstellung.
106
Tab. A2: Übersicht über die erhobenen Daten aus der klinischen Nachuntersuchung
Pat.- m/ Alter L/R Grad Zeit bis Zufrieden- Schmerzen Stabilität Rest- Spitzgriff Schlüssel- Funktion Röntgen-Beurteilung Zeit zw. OPNr. w Unters. heit bew. griff & Rö-Bilder
1 w 81 R 15 2a mittel keine fest 0 kaum kaum schlecht durchbaut, stabil 10 Wochen2 m 74 R 10 2,5a gut keine fest 0 2,3,4,5 2,3,4,5 gut - / - - / -3 m 64 R 15 1,5a gut keine fest 0 2,3,4,5 2,3,4,5 gut durchbaut, stabil 9,5 Monate4 m 72 L 30 8 Mo gut keine fest 0 2,3,4,5 2,3 gut nicht ganz durchbaut 6 Wochen5 w 71 R 10 1,5a gut keine fest 0 2,3,4,5 3,4,5 gut durchbaut, stabil 1,5 Jahre6 m 39 R 5 1,5a gut keine fest 0 2,3,4,5 2,3,4,5 gut - / - - / -7 w 47 R 25 2a unzufrieden bei Belast. Pseudarthrose 10 2,3,4,5 2,3,4,5 mittel Spalt, instabil 2 Jahre8 w 47 L 25 3a gut keine fest 0 2,3,4,5 2,3,4,5 gut durchbaut, stabil 3 Jahre9 w 64 L -20 1a unzufrieden Druck/Belast. Pseudarthrose 15 kaum nicht schlecht - / - - / -
10 w 69 L 5 3a gut keine fest 0 2,3,4 kaum gut durchbaut, stabil 3 Jahre11 w 58 L 15 1,5a gut keine leichte Pseuda. 3 2,3,4,5 2,3,4,5 gut - / - - / -12 w 67 L 15 8 Mo gut keine fest 0 2,3,4 2,3 gut - / - 14 Wochen13 w 65 R 5 1,5a mittel keine fest 0 2,3,4 2,schlecht mittel nicht ganz durchbaut 19 Wochen14 w 64 L 10 2a gut keine leichte Pseuda. 3 2,3,4,5 2,3,4,5 gut - / - - / -15 w 55 R 0 1,5a gut keine fest 0 2,3,4 kaum gut durchbaut, stabil 1,5 Jahre16 w 88 R 20 3,5a mittel keine Pseudarthrose 15 2,3,4,5 schlecht 2,schlecht schlecht - / - - / -
Bemerkungen:Nr. 1: Patientin hat starke rheumatische Veränderung der Langfinger mit Fehlstellungen, diese begründen die schlechte Funktion.Nr. 7& 8: selbe Patientin, sehr unterschiedliches Ergebnis. Nr. 9: Daumen nie gut zu gebrauchen, jetzt Pseudarthrose mit Fehlstellung, dadurch funktionelle Verkürzung. Schmerzhaft.Nr.10: schlechter Schlüsselgriff, dadurch aufheben feiner Nadeln erschwert; sonst gut. Nr.11& 14: leichte Pseudarthrose ohne Beeinträchtigung.Nr.13: Patientin hat postoperativ Sensibilitätsstörungen an der Daumenspitze, dadurch eingeschränkte Funktion und Zufriedenheit.Nr.16: deutliche Pseudarthrose, Daumen schmerzfrei noch gut beweglich; wenig Kraft. Die Gesamtfunktion ist nicht gut, besonders wegen
der starken rheumatischen Veränderungen der Langfinger; Unzufriedenheit aufgrund präoperativer, R.A.-bedingter Beugesehnen-Ruptur.
DanksagungEs gibt eine Reihe Menschen, denen ich besonders für Ihre Hilfe bei meiner Dissertation danken möchte:
An erster Stelle steht mein Doktorvater, Herr PD Dr. med. K. Schmidt, der mir ein
außerordentliches Entgegenkommen gezeigt und mich sehr unterstützt hat. Ich fühle mich etwas wie ein verlorener und wiederaufgenommener „Doktor-Sohn“.
Dr. Alexander Awakowicz, der mir besonders in der Anfangsphase und auch über die Jahre
immer wieder zur Seite gestanden hat. Heike Grohse-Thie und Mathias Heukamp von der Orthopädischen Abteilung im Josef-
Hospital Bochum.Petra Nagel, Herrn Dipl. Ing. Mickley und ihren Kollegen vom Institut für Allgemeine
Mechanik der Ruhr-Universität Bochum, die die Voraussetzungen für die Versuche geschaffen
und uns bei deren Durchführung tatkräftig unterstützt haben.Vom anatomischen Institut der Ruhr-Universität Bochum dem Leiter Prof. Dr. R. Dermitzel
sowie den Präparatoren Claudia Schneider und Helmut Riese. Außerdem werden mir Elisabeth
Petrasch-Parwez und Hans-Werner Habbes von meinem ersten Dissertations-Anlauf in angenehmer Erinnerung bleiben.
Die fleißigen Helfer der MA-Werkstatt, die uns die Kupferhülsen vorbereiteten.
Mein größter Dank gilt meinen Eltern, die mir all das mit auf den Weg gegeben haben, was ich für mein Leben und meine Dissertation brauche.
Meinen Schwestern, die für mich da sind, und vor allem Gundel, die sich die Zeit für
Korrekturen genommen hat. Und Dank an Anne Friederike, daß sie ihre Mama mit mir teilte.Ganz besonders möchte ich Eva danken, die mir zur Seite stand, auch wenn ich unleidlich war,
mir die sehr hilfreichen Zeichnungen anfertigte und mir Anregungen und
Verbesserungsvorschläge gemacht hat, auch wenn ich dachte, das nicht nötig zu haben. Sie war mir eine wesentliche Stütze und hat mich immer wieder neu motiviert.
Meinem alten Freund Mathes Zessin, daß er mir bei der statistischen Auswertung geholfen hat
und sich auch kurzfristig viel Zeit für mich genommen hat.Uli Köster und René Voss für ihre stete Bereitschaft, mir bei allen mit Herrn B. Gates in
Verbindung stehenden Problemen zu helfen (auch ohne 0900er-Nr.). Christina Enßen, die sich die Zeit für sehr hilfreiche Korrekturen genommen hat.
Ebenso meiner Studienfreundin Britta, die auch jetzt wieder für mich da war.
Charlotte U. für das generische Femininum, das ich in dieser Arbeit doch nicht anwenden konnte.
Lebenslauf
Persönliche Daten
Name Bertram Generotzky
Geburtsdatum 03. Juli 1974
Geburtsort Bielefeld
Konfession evangelisch
Eltern Rita Generotzky (Bekleidungstechnikerin)
Christoph Generotzky (Bauingenieur)
Schulischer Werdegang
August 1981 bis Juli ´85 Rußheider Schule, Städtische Grundschule, Bielefeld
August 1985 bis Juni ´94 Cecilien – Gymnasium, Städtisches Gymnasium,
Bielefeld; Abschluß mit dem Abitur
Wehrersatzdienst
01. September 1994 Zivildienst als Rettungssanitäter bei der
bis 30. November 1995 Berufsfeuerwehr Bielefeld
Volontariat im Ausland
01. Februar 1996 ehrenamtliche Behindertenbetreuung im „Camphill
bis 03. Oktober ´96 Village Copake“ im Staat New York, USA
Studium
Oktober 1996 Beginn des Studiums der Humanmedizin an der
Ruhr-Universität Bochum
August 1999 Ablegen der Ärztlichen Vorprüfung (Physikum)
März 2001 Erster Abschnitt der ärztlichen Prüfung
September 2002 Zweiter Abschnitt der ärztlichen Prüfung
Oktober 2002 bis September ´03 Praktisches Jahr am Evangelischen Krankenhaus
Herne, Wahlfach Anästhesie
November 2003 Dritter Abschnitt der ärztlichen Prüfung
Ärztliche Tätigkeit
01.01.2004 - 28.02.2007 AIP bzw. Assistenzarzt in der chirurgischen Abteilung
Seit dem 01.03.2007 Assistenzarzt der anästhesiologischen Abteilung
des Gemeinschaftskrankenhauses Herdecke
Praktika
Oktober 1994 4 Wochen Krankenhauspraktikum im Rahmen der
Ausbildung zum Rettungssanitäter, Städt. Kliniken
Bielefeld Mitte
Sommer 1997 5 Wochen Krankenpflegepraktikum im Fairview
Hospital, Massachusetts, USA
Famulaturen
September 2000 Anästhesie, Bergmannsheil, Bochum
Juli /August 2001 Kardiologie, Städtische Kliniken Bielefeld Mitte
August / September 2001 Praxis für Allgemeinmedizin, Dortmund
September / Oktober 2001 Kinderchirurgie, Kinderpolyklinik, Tallinn, Estland
März 2002 Orthopädie, Josef-Hospital, Bochum
Nebentätigkeiten
November 1996 - November 2003 Ehrenamtliche Tätigkeit beim Arbeiter-Samariter-Bund
Bochum im Krankentransport und Rettungsdienst
Hochschulpolitik
Dezember 1997 - November 2003 Engagement im Fachschaftsrat Medizin, Bochum
Februar 1999 – Januar 2003 Mitglied des Studierenden-Parlamentes der Ruhr-Uni
April – September 1999 AStA-Vorstandsmitglied an der Ruhr-Universität
Januar 2000 – Januar 2002 Sprecher des Studierenden-Parlamentes der Ruhr-Uni
Oktober 2000 – September 2001 Stellvertretendes Mitglied im Senat der Ruhr-Universität
Bochum, 03. März 2008
top related