Operative Techniken Oper Orthop Traumatol 2015 · 27:357–368 DOI 10.1007/s00064-014-0300-9 Eingegangen: 9. Februar 2014 Überarbeitet: 17. März 2014 Angenommen: 21. März 2014 Online publiziert: 22. Mai 2015 © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015 Redaktion
R. Babst · Luzern Zeichner
H.J. Schütze · Köln
Vorbemerkungen Große dia- und metaphysäre Knochendefekte resultieren aus einem traumatischen Knochenverlust sowie nach Débridement von avitalem, infektem oder neoplastisch verändertem Knochengewebe. Das Ziel der Behandlung besteht in der Wiederherstellung eines infektfreien, vitalen und tragfähigen Knochens mit korrekten Achsen-, Längen- und Rotationsverhältnissen bei suffizienter Weichteildeckung. Die Behandlung großer Knochendefekte stellt einen oft langwierigen und komplikationsreichen Prozess dar. In der Literatur werden verschiedene Operationstechniken mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen sowie typischen Komplikationen beschrieben. Der Segmenttransport über einen Fixateur externe ist ein minimal-invasives Verfahren, das zugleich die Behandlung von Verkürzungen und Deformitäten der Extremität auch bei kompromittierten Weichteilverhältnissen erlaubt [4, 19]. Als Nachteile sind die lange Tragedauer des Fixateurs von mehreren Wochen pro Zentimeter Defekt und die relativ hohe Rate von verzögerten Heilungen und Pseudarthrosen an der Andockstelle zu nennen [3, 25]. Der Fibulatransfer bietet den Vorteil eines einzeitigen Verfahrens zur Behandlung großer Knochendefekte. Bei Vorliegen einer Infektpseudarthrose ist diese Methode als einzeitiges Verfahren allerdings nicht zu empfehlen [33]. Nachteile sind des Weiteren der große mikrochirurgische Operationsaufwand mit einer langen Operationsdauer sowie die Entnahmemorbidität des Transplantats [20, 21]. Die Behandlung von Knochendefekten mit au-
D. Krappinger · R.A. Lindtner · M. Zegg · A. Dal Pont · B. Huber Universitätsklinik für Unfallchirurgie und Sporttraumatologie, Medizinische Universität Innsbruck
Die Masquelet-Technik zur Behandlung großer dia- und metaphysärer Knochendefekte tologem Spongiosatransfer vom Beckenkamm ist ein chirurgisch einfaches Verfahren und stellt weiterhin das Standardverfahren in der Behandlung vorwiegend kleiner Knochendefekte (3 cm) in einem zweizeitigen Verfahren mit einem Intervall von 4–8 Wochen zwischen den Eingriffen: 1) Knochendébridement und Weichteildeckung, Stabilisierung mit externer oder interner Fixation, Einbringen eines PMMA-Zementspacers in den Kno-
Zusammenfassung · Abstract Oper Orthop Traumatol 2015 · 27:357–368 DOI 10.1007/s00064-014-0300-9 © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015 D. Krappinger · R.A. Lindtner · M. Zegg · A. Dal Pont · B. Huber
Die Masquelet-Technik zur Behandlung großer dia- und metaphysärer Knochendefekte Zusammenfassung Operationsziel. Behandlung großer diaund metaphysärer Knochendefekte (>3 cm) in zwei operativen Eingriffen mit einem zeitlichen Abstand von 4–8 Wochen. Indikationen. Dia- und metaphysäre Knochendefekte vorwiegend am Unter- und Oberschenkel. Kontraindikationen. Knochendefekte mit Gelenkbeteiligung, persistierender Knocheninfekt oder Osteomyelitis, insuffiziente Weichteildeckung im Bereich des Knochendefekts, Osteoporose. Operationstechnik. Ersteingriff: Ausgiebiges Knochendébridement und Weichteildeckung, Einbringen eines Zementspacers in den Knochendefekt zur Induktion einer synovialen Fremdkörpermembran, interne oder externe Stabilisierung. Zweiteingriff: Entfernen des Zementspacers und Füllung des von der induzierten Membran umgebenen Knochendefekts mit autologer Spongiosa, ggf. Verfahrenswechsel auf eine interne Fixation. Weiterbehandlung. Schmerzabhängige Teil- bis Vollbelastung nach dem Ersteingriff.
Abrollende Mobilisation nach dem Zweiteingriff bis zum Auftreten von radiologischen Zeichen eines Remodellings des Regenerats. In der Regel Belassen des Implantats. Ergebnisse. Insgesamt wurden 6 Patienten (4 Männer, 2 Frauen) im Alter von 15–66 Jahren mit Knochendefekten von durchschnittlich 7 cm (Spanne 4–10 cm) mit der Masquelet-Technik behandelt. Es handelte sich um 2 femorale aseptische Pseudarthrosen und 4 tibiale Pseudarthrosen (je 2 septische und aseptische Pseudarthrosen), dabei in einem Fall um eine periprothetische Pseudarthrose an der Tibia bei schaftgeführter Knieprothese. Die Stabilisierung nach Débridement erfolgte an der Tibia in allen Fällen zunächst mit einem Ringfixateur, am Femur einmal mit einem Marknagel und einmal mit einer winkelstabilen Platte. Der Zweiteingriff wurde zwischen 6 und 9 Wochen nach dem Ersteingriff durchgeführt. Dabei wurde in 3 von 4 Fällen an der Tibia ein Verfahrenswechsel auf eine interne Fixation durchgeführt. Die Spongiosa wurde entweder vom Becken-
kamm oder in RIA-Technik („Reamer-IrrigatorAspirator“) entnommen. Bei der Patientin mit dem periprothetischen Knochendefekt kam es nach 5 Monaten zu einem Plattenbruch und konsekutiver Unterschenkelamputation. In einem Fall wurde aufgrund einer Pseudarthrose an der Andockstelle eine lokale Spongiosaplastik durchgeführt. Alle Patienten waren nach 6 Monaten schmerzfrei und vollbelastend mobil. Der Ilizarov-Fixateur konnte bei einem 15-jährigen Patienten 5 Monate nach dem Zweiteingriff entfernt werden. Die restlichen Implantate wurden belassen. Schlüsselwörter Knochenzement · Oberschenkel · Unterschenkel · Knochentransplantat · Induzierte Membran
Masquelet technique for the treatment of large dia- and metaphyseal bone defects Abstract Objective. Treatment of large dia- and metaphyseal bone defects (>3 cm) with two surgical interventions with an interval of 4–8 weeks. Indications. Dia- and metaphyseal bone defects predominantly of the lower extremity. Contraindications. Intraarticular bone defects, persisting bone infection or osteomyelitis, insufficient soft tissue coverage in the region of the bone defect, osteoporosis. Surgical technique. First surgical intervention: thorough bone debridement and soft tissue coverage, implantation of a cement spacer into the bone defect for the induction of a synovial foreign-body membrane, internal or external fixation. Second surgical intervention: removal of the cement spacer and filling of the bone defect with autologous cancellous bone graft, optionally internal fixation after initial external fixation.
chendefekt zur Induktion einer synovialen Fremdkörpermembran, optionale Weichteildeckung und Achsenkorrektur. 2) Entnahme von autologer Spongiosa in RIA-Technik bevorzugt vom Oberschenkelschaft, Entfernen des Spacers unter Schonung der
Postoperative management. Partial to full weight-bearing after the first surgical intervention depending on pain. Partial weightbearing (max. 15 kg) after the second surgical intervention, until radiological signs of a remodeling of the regenerate bone occur. Usually no implant removal. Results. A total of 6 patients (4 men, 2 women) aged 15–66 years with average bone defects of 7 cm (range 4–10 cm) were treated using the Masquelet technique. There were 2 aseptic femoral nonunions and 4 tibial nonunions (2 septic and 2 aseptic nonunions). One case was a periprosthetic tibial bone defect. Bone stabilization after debridement was performed using ring fixators on the tibia and an intramedullary nail and a locking plate on the femur, respectively. The second surgical intervention was performed after 6–9 weeks. In 3 of the 4 tibial cases, inter-
nal fixation was performed during this intervention. The iliac crest and the RIA (reamer– irrigator–aspirator) technique were used for cancellous bone grafting. Amputation after breakage of the plate was necessary in the patient with the periprosthetic bone defect. Nonunion at the docking site required cancellous bone grafting in 1 patient. All 5 patients were able to perform full weight-bearing without pain after 6 months. The Ilizarov fixator was removed 5 months after the second surgical intervention in a 15-year-old patient. None of the other implants were removed. Keywords Bone cement · Thigh · Leg · Bone graft · Induced membrane
induzierten Membran, Defektfüllung mit autologer Spongiosa, Verschluss der Membran.
Vorteile F Kein aufwendiges mikrochirurgisches Operationsverfahren im Vergleich zum Fibulatransfer
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Operative Techniken F Kürzere Behandlungsdauer auch bei größeren Knochendefekten im Vergleich zur Kallusdistraktion F Stabilisierung des Knochendefekts durch dem Chirurgen vertraute intraoder extramedulläre Verfahren möglich F Geringere Komplikationsraten und weniger postoperative Schmerzen durch die RIA-Technik im Vergleich zur Knochenentnahme am Beckenkamm F Geringere Entnahmemorbidität im Vergleich zum Fibulatransfer F Geringeres Risiko der postoperativen Graftresorption durch Bildung einer induzierten Membran und dadurch eine hohe Rate an erfolgreichen Knochenrekonstruktionen
Nachteile F Zumindest 2 operative Eingriffe im Abstand von 4–8 Wochen und dadurch 2 Krankenhausaufenthalte notwendig F Keine Möglichkeit der Korrektur von Verkürzungen und fixierten Fehlstellungen im Vergleich zur Kallusdistraktion F Erhöhtes Risiko des Therapieversagens bei insuffizienter Infektsanierung F Stabile Weichteildeckung mit guter lokaler Durchblutung im Bereich des Knochendefekts vor Durchführung des Zweiteingriffs notwendig, ggf. Verzögerung des Zweiteingriffs bis zur Weichteilkonsolidierung notwendig F Höhere Kosten durch Verwendung des RIA-Systems mit Einmalbohrköpfen im Vergleich zur Knochenentnahme vom Beckenkamm F Korrekter Zeitpunkt für den Abbau des Fixateurs bei Ausbehandlung im Fixateur externe ist radiologisch schwierig zu bestimmen
Indikationen F Dia- und metaphysäre Knochendefekte vorwiegend am Unter- und Oberschenkel, aber auch an der oberen Extremität und an anderen Lokalisationen [9, 12, 26, 37]
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Kontraindikationen F Knochendefekte mit Gelenkbeteiligung: ggf. prothetische Versorgung F Persistierender Knocheninfekt: Nachdébridement mit Spacerwechsel, Spongiosafüllung des Knochendefekts erst nach sicherer Infektsanierung F Insuffiziente Weichteildeckung im Bereich des Knochendefekts: Verbesserung der lokalen Durchblutung im Defektbereich durch vaskularisierte Lappenplastik F Osteoporose, fragliche Osteomyelitis sowie offene Wachstumsfugen stellen Kontraindikationen zur Entnahme von autologer Spongiosa vom Oberschenkel in RIA-Technik dar
Patientenaufklärung F Übliche Operationsrisiken F Therapieprinzip und Nachbehandlungsschema inkl. der zu erwartenden Behandlungsdauer F Ggf. Notwendigkeit weiterer Eingriffe zwischen den beiden geplanten Haupteingriffen bei insuffizienter Weichteildeckung oder unklarem Status der Infektsanierung F Graftresorption und dadurch bedingtes Therapieversagen F Implantatversagen während des Remodellings mit der Notwendigkeit zur Reosteosynthese F Fehlender Durchbau an der Andockstelle: Revision mit Spongiosaplastik F Krankenhausaufenthalt in der Regel jeweils 5 Tage, eventuell längerer Aufenthalt durch operative Revisionen im Rahmen des Erstaufenthalts F Voraussichtlich verbleibendes Implantat bzw. Metallentfernung frühestens nach 2 Jahren
Operationsvorbereitungen F Die präoperative Planung umfasst bei nichtgeheilten Frakturen eine exakte klinische, radiologische und laborchemische Analyse von Art und Ursache der Pseudarthrose. F Instabilitätsbedingte Pseudarthrosen erfordern eine Reosteosynthese, aber in der Regel kein Knochendébridement oder andere biologische Maß-
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nahmen. Atrophe Pseudarthrosen bedürfen einer lokalen Revision mit Débridement und Anfrischen der sklerosierten Knochenenden. Beträgt das Ausmaß des dadurch entstandenen Defekts weniger als 2 cm, kann einzeitig eine Spongiosaplastik durchgeführt werden. F Infektpseudarthrosen und Knochentumoren erfordern in der Regel ein ausgiebigeres Débridement mit daraus resultierenden größeren Knochendefekten. Bei Knochentumoren hängt das Ausmaß auch von der Tumorart ab. F Vor dem ersten Eingriff kann das zu erwartende Ausmaß des Knochendefekts nach Débridement anhand präoperativer Abklärung mittels Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) zumindest abgeschätzt werden. Das tatsächlich notwenige Ausmaß des Débridements stellt sich allerdings in der Regel erst intraoperativ heraus und ist erfahrungsgemäß größer als präoperativ geplant. F Es empfiehlt sich zudem präoperativ die Überprüfung relevanter Laborparameter des Knochenstoffwechsels als mögliche (Begleit-)Ursachen der Pseudarthrosenentwicklung („metabolic bone workup“). Folgende Parameter sollten untersucht und ggf. eine therapeutische Intervention eingeleitet werden: 1 Albumin, Präalbumin: Bei erniedrigten Werten Gabe eiweißreicher Kost oder entsprechender Nahrungsergänzungsmittel 1 Thyreotropin (TSH), freies Trijodthyronin und Thyroxin (fT3/4): Bei Hypothyreose Optimierung der Schilddrüsenmedikation 1 Parathormon: Bei erhöhten Werten weiterreichende Diagnostik zur Unterscheidung eines primären, sekundären oder tertiären Hyperparathyreoidismus (meist sekundärer Hyperparathyreoidismus bei Vitamin-D3-Mangel). Die Gabe von Parathormonanaloga (Teriparatid, Forsteo®) in den ersten 2 Monaten nach dem Zweiteingriff konnte gemäß der eigenen Erfahrung in wenigen Fällen das Remodelling be-
schleunigen. Eine umfassende wissenschaftliche Analyse diesbezüglich ist noch ausstehend. 1 Knochenabbaumarker (GesamtProkollagen-Typ-I-N-Propeptid, Gesamt-P1NP) 1 Knochenaufbaumarker (BetaCrosslaps) 1 25-OH-Vitamin D3: Zielwert: 75– 150 nmol/l. Bei Vitamin-D-Mangel empfehlen wir die Gabe von 20 Tropfen Oleovit D3 (Colecaliferol, 8000 IE) täglich für 2 Wochen mit anschließender Erhaltungsdosis von 800–2000 IE pro Tag. Additive obligatorische Kalziumsubstitution (500–1000 mg/Tag).
Instrumentarium und Implantate F Die interne Fixation ist im Rahmen der Masquelet-Technik sowohl mit winkelstabilen Platten als auch mit Verriegelungsmarknägeln möglich. Die Wahl ist abhängig von der anatomischen Region, der meta- oder diaphysären Lage des Knochendefekts und auch von der Präferenz des Chi-
rurgen. Grundsätzlich können die gleichen handelsüblichen Implantate wie bei Frakturen in der entsprechenden Region verwendet werden. F Zur externen Fixation im Rahmen des Ersteingriffs werden an der oberen Extremität sowie am Oberschenkel einfache monolaterale Fixateure und am Unterschenkel Ringfixateure (z. B. Taylor Spatial Frame, Smith & Nephew, Memphis, USA) empfohlen. F Scharfer Wundhaken, LangenbeckHaken, Hohmann-Retraktor, gerades und gebogenes Raspatorium, scharfer Löffel, Pfriem, bipolare Diathermie F Oszillierende Säge F PMMA-Zement F RIA-System (Synthes Inc., West Chester, USA) mit Bohrkopf, Rohrsystem, Antriebswelle, Verriegelungsclip, Abdichtung für die Antriebswelle, Zuund Abflussschläuche und Spongiosafilter [28]
Anästhesie und Lagerung F Allgemeinnarkose F Lagerung richtet sich nach der Operationsregion und der Art des geplanten Zugangs F Spongiosaentnahme in RIA-Technik am Oberschenkel in Rücken- oder Seitenlagerung, ggf. auch in Bauchlage möglich; im Rahmen des zweiten Haupteingriffs ist ggf. eine Umlagerung notwendig F Keine Blutsperre, um die Vitalität und Durchblutung der nach Knochendébridement entstehenden Resektionsflächen besser beurteilen zu können
Operationstechnik (. Abb. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
Aufgrund der vielfältigen Varianten der Masquelet-Technik [unterschiedliche Grundproblematik (Infekt, Avitalität, Tumor), unterschiedliche Regionen, unterschiedliche Art der Fixation] soll die Technik anhand dieses Fallbeispiels (Knocheninfekt am Unterschenkel) exemplarisch dargestellt werden.
Abb. 1 8 65-jähriger Patient mit geschlossener distaler Unterschenkelfraktur nach Sportunfall. Operative Versorgung am Unfalltag mit Verplattung der Tibia und Fibula. Wunddehiszenz mit Rötung und Sekretion im frühzeitigen Verlauf. Mehrfache operative Revisionen mit Teilmetallentfernung an der Tibia sowie Gipsanlage und mehrwöchiger antibiotischer Behandlung. Vorstellung 4 Monate nach Trauma mit Knocheninfekt [Fistelbildung, positiver Hygienebefund mehrerer Knochenproben (S. aureus), erhöhte Entzündungsparameter] sowie Varusfehlstellung von 22° im Gips. a Röntgenaufnahme, b Computertomographie
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Ersteingriff Der Ersteingriff umfasst das Knochendébridement ( . Abb. 2), die Stabilisierung mit externer oder interner Fixation (. Abb. 3), das Einbringen des Zement-
spacers in den Knochendefekt (. Abb. 4) und die optionale Weichteildeckung und Achsenkorrektur (. Abb. 5).
Abb. 2 8 Knochendébridement. Ein ausgiebiges Knochendébridement ist für eine erfolgreiche Behandlung der entscheidende Schritt. Infektes und avitales Gewebe muss vollständig débridiert werden. Die Resektion erfolgt mit einer oszillierenden Säge und sollte ohne pneumatische Blutsperre durchgeführt werden. So kann beurteilt werden, ob die Resektionsfläche ausreichend punktuelle Blutungen aufweist und das Knochengewebe vital und durchblutet ist. Im Zweifelsfall sollte nachreseziert werden, auch wenn dies einen größeren Knochendefekt zur Folge hat. Die beiden Resektionsflächen werden parallel zueinander und senkrecht zur Schaftachse ausgerichtet. Nach Abschluss der Débridements erfolgt das Ausmessen des Knochendefekts, um das Defektvolumen abschätzen zu können. Im Fallbeispiel beträgt der Knochendefekt nach Débridement 4 cm und das Defektvolumen ca. 28 cm3
Abb. 3 8 Stabilisierung. Bei Infektpseudarthrosen und kritischer Weichteilsituation empfiehlt sich die Stabilisierung mit einem Fixateur externe im ersten Haupteingriff. An der oberen Extremität sowie am Oberschenkel werden einfache monolaterale Fixateure sowie am Unterschenkel Ringfixateure (z. B. Taylor Spatial Frame, Smith & Nephew, Memphis, USA) empfohlen. Ein Verfahrenswechsel auf eine interne Fixation kann im zweiten Haupteingriff durchgeführt werden. Bei Infektfreiheit und guter Weichteildeckung wird die definitive interne Stabilisierung im Rahmen des Ersteingriffs durchgeführt. Grundsätzlich können die gleichen handelsüblichen Implantate (Marknägel, winkelstabile Platten) wie bei Frakturen in der entsprechenden Region verwendet werden. Im Fallbeispiel wird aufgrund der Infektsituation nach Knochendébridement eine externe Fixation mit einem Ringfixateur (Taylor Spatial Frame, Smith & Nephew, Memphis, USA) durchgeführt. Intraoperative Bildwandlerkontrolle
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Abb. 4 8 Einbringen des Zementspacers in den Knochendefekt. Das Einbringen des Zementspacers erfolgt nach der Stabilisierung des Knochendefekts. Der PMMA-Zement wird erst während einer späteren Polymerisationsphase bei höherer Viskosität des Zements eingebracht, um ein besseres Anmodellieren des Spacers zu ermöglichen. So wird auch die Interdigitation mit spongiösem Knochen vorwiegend im metaphysären Bereich reduziert, was die Entfernung des Spacers in weiterer Folge erleichtert. Der Spacer sollte mit der Kortikalis der Knochenenden abschließen und auf keinen Fall kleiner sein (s. . Abb. 5). Um thermische Knochennekrosen im Zuge der weiteren Polymerisation des PMMA-Zements zu verhindern, wird der Spacer anschließend wiederum entfernt und nach endgültigem Aushärten erneut eingebracht. Ist dies nicht möglich (z. B. Spacer um einen Marknagel), so muss ausgiebig durch Spülung gekühlt werden
Abb. 5 8 Weichteildeckung und Achsenkorrektur. Die optionale Weichteildeckung über dem Knochendefekt und die Korrektur von Fehlstellungen werden im Zuge des Ersteingriffs durchgeführt. Nach ausgiebigem Weichteildébridement wird ein spannungsfreier Wundverschluss angestrebt. Im Zweifelsfall sollte eine lokale oder freie Lappenplastik durchgeführt werden. Eine gut durchblutete lokale Weichteildeckung ist hinsichtlich des Remodelling der Spongiosa im weiteren Verlauf günstig. Im Fallbeispiel erfolgte die Korrektur der Varusfehlstellung
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Zweiteingriff Der Zweiteingriff umfasst das Entfernen des Zementspacers ( . Abb. 6), die Knochenentnahme in RIA-Technik (. Abb. 7), den optionalen Verfah-
renswechsel auf eine interne Fixation (. Abb. 8) und die Defektfüllung mit autologer Spongiosa (. Abb. 9).
Abb. 6 8 Entfernen des Zementspacers. Das Entfernen des Zementspacers erfolgt nach Längsinzision der induzierten Membran. Die Membran wird mit einem gebogenen Raspatorium vorsichtig vom Zementspacer abgelöst. In der Regel entleert sich dabei von der Membran produzierte seröse Flüssigkeit, die abgesaugt wird und bei Vorliegen einer Infektpseudarthrose einer mikrobiologischen Untersuchung zugeführt werden soll. Der Spacer kann in toto entfernt werden, die Membran darf dabei nicht beschädigt werden. Bei liegendem Marknagel wird der Spacer mit einem Meißel zerkleinert und die Zementstücke werden entfernt. Die Knochenenden werden mit dem Meißel sparsam angefrischt. Der Markraum muss mit einem scharfen Löffel oder einem Pfriem auf beiden Seiten eröffnet werden, um das Remodelling der Spongiosa – auch von den Knochenenden aus – mittels endostaler Durchblutung zu ermöglichen
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Abb. 7 8 Knochenentnahme in RIA-Technik. Die Technik der Knochenentnahme mittels RIA wurde in der Zeitschrift Operative Orthopädie und Traumatologie bereits detailliert beschrieben [28]. Bei Knochendefekten am Unterschenkel oder an der oberen Extremität empfiehlt sich die Entnahme vom gleichseitigen Oberschenkel, bei Defekten am Oberschenkel wird der kontralaterale Oberschenkel verwendet. Eine Entnahme am Unterschenkel ist möglich, allerdings muss berücksichtigt werden, dass der kleinste Bohrkopf des RIA-Systems einen Durchmesser von 12 mm besitzt. Die Entnahme sollte vor allem im Scheitelpunkt der Antekurvation des Femurschafts unter engmaschiger Bildwandlerkontrolle in der seitlichen Projektion erfolgen, um eine Perforation der ventralen Kortikalis zu vermeiden. Im Fallbeispiel wurden 25 cm3 Bohrmehl entnommen
Abb. 8 8 Verfahrenswechsel auf eine interne Fixation. Bei Infektfreiheit und guter Weichteildeckung wird die definitive interne Stabilisierung bereits im Rahmen des Ersteingriffs durchgeführt. Bei Infektpseudarthrosen und kritischer Weichteilsituation empfiehlt sich vor allem am Unterschenkel die initiale Stabilisierung mit einem Fixateur externe und ein Verfahrenswechsel auf eine interne Fixation nach Infektsanierung und suffizienter Weichteildeckung. Grundsätzlich können die gleichen handelsüblichen Marknägel und winkelstabilen Platten wie bei Frakturen in der entsprechenden Region verwendet werden. Eine Ausbehandlung im Ringfixateur vorwiegend am Unterschenkel ist theoretisch möglich. Allerdings ist mit einer monatelangen Tragezeit des Fixateurs zu rechnen. Im Fallbeispiel erfolgte die interne Stabilisierung mit einem Marknagel. Postoperative Röntgenkontrolle
Abb. 9 8 Defektfüllung mit autologer Spongiosa. Das entnommene Bohrmehl wird in den von der Membran umhüllten Raum eingebracht. Es sollte auf eine gleichmäßige Verteilung und eine ausreichende Füllung vor allem im Andockbereich geachtet und im Bildwandler kontrolliert werden. Die Membran wird anschließend mit einer fortlaufenden Naht verschlossen. Es sollten keine Saugdrainagen verwendet werden
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Abb. 10 8 a–d Postoperativer radiologischer Verlauf. Der Verlauf des Remodellings der Spongiosa wird radiologisch in oben angeführten Intervallen regelmäßig kontrolliert. In den ersten 6 Wochen ist das radiologische Ausbleiben der Resorption wichtig. Ab der 6. bzw. 12. Woche ist das Remodelling durch eine zunehmende Strukturierung und Verdichtung des Regenerats zu erkennen. Besonderes Augenmerk muss auf die knöcherne Konsolidierung an der Andockstelle gelegt werden. Ein vorläufiger Abschluss des Remodellings ist frühestens nach 1 Jahr zu erwarten. a 6 Wochen. b 3 Monate. c 6 Monate. d 1 Jahr
Postoperative Behandlung Ersteingriff F Entfernen der Drainage und Beginn mit der Mobilisation am 2. postoperativen Tag F Grundsätzlich schmerzadaptierte Teil- bis Vollbelastung möglich. Der Zementspacer im Knochendefekt bewirkt eine axiale Abstützung, wodurch die mechanische Situation einerQuerfraktur entspricht F Ggf. operative Revision im Verlauf zur Infektsanierung mit Nachdébridement und Weichteildeckung je nach lokalem Status und Laborbefund F Einschulung zur Pinpflege während des stationären Aufenthalts bei Stabi-
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lisierung mittels Fixateur externe und anschließend selbständige Pinpflege 2-mal wöchentlich F Physiotherapeutische Beübung der benachbarten Gelenke sowie Spitzfußprophylaxe und medikamentöse Thromboseprophylaxe
Zweiteingriff F Beginn mit der Mobilisation am 2. postoperativen Tag F Abrollende Mobilisation mit maximal 15 kg für 6 Wochen. Das Bohrmehl erfüllt vor dem Remodelling keine mechanische Funktion, wodurch die Situation der Trümmerfraktur ohne kortikale Abstützung entspricht.
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F Röntgenkontrollen postoperativ (. Abb. 8), nach 6 Wochen sowie nach 3, 6 und 12 Monaten (. Abb. 10) F Steigerung der Belastung bis zu schmerzadaptierter Teil- bis Vollbelastung mit zunehmender Strukturierung des Regenerats zwischen der 6. und 12. Woche (. Abb. 10a, b) F Bei komplikationsloser Spongiosaentnahme in RIA-Technik sind diesbezüglich keine besonderen Maßnahmen zu setzen. Bei Perforation der Kortikalis oder einer ausgeprägten Ausdünnung der Kortikalis wird eine Teilbelastung für 4 Wochen empfohlen [28].
Fehler, Gefahren, Komplikationen F Erfolglose Infektsanierung durch unzureichendes Knochen- und Weichteildébridement bei Infektpseudarthrose im Rahmen des Ersteingriffs: Nachresektion bis zur sicheren Infektsanierung, ggf. Verschiebung des Zweiteingriffs F Insuffiziente Weichteildeckung im Defektbereich: Eine gute lokale Durchblutung ist essenziell für ein erfolgreiches Remodelling des Regenerats. Im Zweifelsfall sollte die Weichteildeckung mit einem vaskularisierten lokalen oder freien Lappen erfolgen. Der Zweiteingriff darf erst bei suffizienten Weichteilverhältnissen durchgeführt werden. F Instabilität im Bereich des Knochendefekts: Das Remodelling des Regenerats erfordert mechanische Stabilität. Ggf. Reosteosynthese oder Verfahrenswechsel notwendig F Perforation oder ausgeprägte Ausdünnung der Kortikalis bei der Knochenentnahme in RIA-Technik: Teilbelastende Mobilisation für 4 Wochen F Intra- oder postoperative Fraktur im Rahmen der Knochenentnahme in RIA-Technik: Marknagelosteosynthese F Resorption des Knochenmehls/Pseudarthrose an den Andockstellen: Spongiosaplastik
Ergebnisse Zwischen 2010 und 2013 wurden 6 Patienten (4 Männer, 2 Frauen) im Alter von 15–66 Jahren mit Knochendefekten von durchschnittlich 7 cm (Spanne 4–10 cm) in der Masquelet-Technik behandelt. Es handelte sich dabei um 2 femorale aseptische Pseudarthrosen und 4 tibiale Pseudarthrosen (je 2 septische und aseptische Pseudarthrosen), dabei in einem Fall um eine periprothetische Pseudarthrose an der Tibia bei schaftgeführter Knieprothese. Die Stabilisierung nach Débridement erfolgte an der Tibia in allen Fällen zunächst mit einem Ringfixateur [3-mal TSF (Taylor Spatial Frame), 1-mal Ilizarov-Ringfixateur]. Am Femur wurde einmal bei einem Knochendefekt im Schaft-
bereich im Rahmen des Ersteingriffs ein Marknagel verwendet, im zweiten Fall eines Defekts im Bereich des distalen Femur eine winkelstabile laterale Platte. Der Zweiteingriff wurde zwischen 6 und 9 Wochen nach dem Ersteingriff durchgeführt. Dabei wurde an der Tibia der TSF in 2 Fällen durch einen intramedullären Kraftträger ersetzt, in einem Fall erfolgte die Ausbehandlung im Ilizarov-Ringfixateur. Im Fall des periprothetischen Knochendefekts erfolgte im Zweiteingriff der Verfahrenswechsel auf eine winkelstabile Plattenosteosynthese. Die Spongiosa wurde in den ersten beiden Fällen (2010– 2011) vom Beckenkamm entnommen, anschließend in der RIA-Technik vom ipsilateralen Oberschenkel bei den tibialen Defekten bzw. vom kontralateralen Oberschenkel bei den femoralen Defekten. Es traten keine Komplikationen im Rahmen der Spongiosaentnahme auf. In einem Fall musste nach dem Zweiteingriff an der Tibia eine erfolgreiche Weichteilrevision vorgenommen werden. Septische Revisionen waren nicht notwendig. Bei der Patientin mit dem periprothetischen Knochendefekt kam es nach 5 Monaten zu einem Plattenbruch. Aufgrund von multiplen Voroperationen, langjähriger Kortisonprämedikation, chronischer Niereninsuffizienz und Eingefäßsituation am Unterschenkel entschied man sich wegen des bis zu diesem Zeitpunkt fehlenden radiologischen Remodellings des Regenerats zur Amputation unterhalb des Prothesenschafts. In den anderen Fällen waren zu Beginn der Behandlung keine relevanten Vorerkrankungen bekannt. Die präoperative Abklärung des Knochenstoffwechsels zeigte in 3 Fällen einen Vitamin-D-Mangel, der mit 8000 IE pro Tag für 2 Wochen und anschließender Erhaltungsdosis von 800–2000 IE unter gleichzeitiger Kalziumsubstitution (500–1000 mg/Tag) behandelt wurde. Parathormon-Analoga (Teriparatid, Forsteo®) wurden additiv in 2 Fällen in den ersten 2 Monaten nach dem Zweiteingriff gegeben. Alle anderen Patienten waren nach 6 Monaten schmerzfrei und vollbelastend mobil. In 3 Fällen zeigte sich zu diesem Zeitpunkt ein vollständiger radiologischer Durchbau. In 2 Fällen war nach dieser Zeit eine zarte knöcherne Brücke an der proximalen bzw. an der proximalen
und distalen Andockstelle zu beobachten. In einem Fall wurde nach CT-Abklärung eine lokale Spongiosaplastik durchgeführt. Im anderen Fall wurde vorläufig darauf verzichtet, der weitere Verlauf wird beobachtet. Der Ilizarov-Fixateur konnte bei einem 15-jährigen Patienten 5 Monate nach dem Zweiteingriff entfernt werden. Die restlichen Implantate wurden belassen. Masquelet berichtet im Jahr 2000 in der ersten größeren publizierten retro spektiven Serie von 35 Patienten mit aseptischen und Infektpseudarthrosen vorwiegend am Unterschenkel mit einer Defektstrecke von 4–25 cm, wobei 20 Knochendefekte >10 cm ausmachten [22]. Der Abstand zwischen den beiden Eingriffen betrug zwischen 6 und 8 Wochen, die Stabilisierung erfolgte mittels Fixateur externe. Alle Patienten waren zum Zeitpunkt der Letztuntersuchung infektfrei, wobei bei 5 Patienten zusätzliche Revisionsoperationen zur Infektsanierung notwendig waren. In 4 Fällen kam es nach Abbau des Fixateur externe zu einer erneuten Fraktur im Bereich des Regenerats ohne relevantes Trauma. In einer prospektiven Folgestudie mit 11 Patienten mit Infektpseudarthrosen und einem durchschnittlichen Knochendefekt von 10,5 cm (Spanne 5–18 cm) wurden der autologen Spongiosa jeweils 3,5 mg BMP-7 hinzugefügt [24]. Dies führte jedoch zu keinem beschleunigten Remodelling des Regenerats. Zudem wurden umschriebene Resoptionszonen beobachtet, wodurch Masquelet die Beimengung von BMP-7 nicht empfiehlt. Stafford beschreibt eine Serie von 25 Patienten mit 27 Knochendefekten an Tibia und Femur [32]. Im Rahmen des Ersteingriffs erfolgte die Stabilisierung mittels Platte oder Nagel bzw. Fixateur externe. Der Zweiteingriff wurde wiederum nach 6–8 Wochen vorgenommen, wobei die Spongiosa mit Hilfe des RIA-Systems (durchschnittlich 47 cm 3) gewonnen wurde. Nach 12 Monaten waren 90% der Knochendefekte knöchern durchbaut. Es konnten keine entnahmebedingten Komplikationen beobachtet werden. Apard berichtet von 12 Patienten (11 Infektpseudarthrosen, 1 aseptische Pseudarthrose) mit tibialen Knochendefekten von 6–15 cm nach Débridement [1]. Zur Stabilisierung wurden Marknägel verwen-
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Operative Techniken det, um die der Zement angelagert wurde. Durch den Einsatz eines intramedullären Kraftträgers konnte die vollbelastende Mobilisation bereits nach durchschnittlich 4 Monaten (Spanne 3–7 Monate) erreicht werden. Durch den einzeitigen Umstieg auf eine interne Fixation wurden in 3 Fällen operative Revisionen aufgrund septischer Komplikationen notwendig. In kleineren Fallserien wurde des Weiteren von der erfolgreichen Anwendung der Masquelet-Technik bei Knochendefekten am Unterarm [12], an der Hand [9], am Fuß [26] und am Unterkiefer [37] berichtet.
Korrespondenzadresse D. Krappinger Universitätsklinik für Unfallchirurgie und Sporttraumatologie, Medizinische Universität Innsbruck Anichstr. 35, 6020 Innsbruck Österreich [email protected]
Einhaltung ethischer Richtlinien Interessenkonflikt. D. Krappinger, R.A. Lindtner, M. Zegg, A. Dal Pont und B. Huber geben an, dass kein Interessenkonfliktbesteht. Dieser Beitrag beinhaltet keine Studien an Menschen oder Tieren.
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R. Babst · Luzern Zeichner
H.J. Schütze · Köln
Vorbemerkungen Große dia- und metaphysäre Knochendefekte resultieren aus einem traumatischen Knochenverlust sowie nach Débridement von avitalem, infektem oder neoplastisch verändertem Knochengewebe. Das Ziel der Behandlung besteht in der Wiederherstellung eines infektfreien, vitalen und tragfähigen Knochens mit korrekten Achsen-, Längen- und Rotationsverhältnissen bei suffizienter Weichteildeckung. Die Behandlung großer Knochendefekte stellt einen oft langwierigen und komplikationsreichen Prozess dar. In der Literatur werden verschiedene Operationstechniken mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen sowie typischen Komplikationen beschrieben. Der Segmenttransport über einen Fixateur externe ist ein minimal-invasives Verfahren, das zugleich die Behandlung von Verkürzungen und Deformitäten der Extremität auch bei kompromittierten Weichteilverhältnissen erlaubt [4, 19]. Als Nachteile sind die lange Tragedauer des Fixateurs von mehreren Wochen pro Zentimeter Defekt und die relativ hohe Rate von verzögerten Heilungen und Pseudarthrosen an der Andockstelle zu nennen [3, 25]. Der Fibulatransfer bietet den Vorteil eines einzeitigen Verfahrens zur Behandlung großer Knochendefekte. Bei Vorliegen einer Infektpseudarthrose ist diese Methode als einzeitiges Verfahren allerdings nicht zu empfehlen [33]. Nachteile sind des Weiteren der große mikrochirurgische Operationsaufwand mit einer langen Operationsdauer sowie die Entnahmemorbidität des Transplantats [20, 21]. Die Behandlung von Knochendefekten mit au-
D. Krappinger · R.A. Lindtner · M. Zegg · A. Dal Pont · B. Huber Universitätsklinik für Unfallchirurgie und Sporttraumatologie, Medizinische Universität Innsbruck
Die Masquelet-Technik zur Behandlung großer dia- und metaphysärer Knochendefekte tologem Spongiosatransfer vom Beckenkamm ist ein chirurgisch einfaches Verfahren und stellt weiterhin das Standardverfahren in der Behandlung vorwiegend kleiner Knochendefekte (3 cm) in einem zweizeitigen Verfahren mit einem Intervall von 4–8 Wochen zwischen den Eingriffen: 1) Knochendébridement und Weichteildeckung, Stabilisierung mit externer oder interner Fixation, Einbringen eines PMMA-Zementspacers in den Kno-
Zusammenfassung · Abstract Oper Orthop Traumatol 2015 · 27:357–368 DOI 10.1007/s00064-014-0300-9 © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015 D. Krappinger · R.A. Lindtner · M. Zegg · A. Dal Pont · B. Huber
Die Masquelet-Technik zur Behandlung großer dia- und metaphysärer Knochendefekte Zusammenfassung Operationsziel. Behandlung großer diaund metaphysärer Knochendefekte (>3 cm) in zwei operativen Eingriffen mit einem zeitlichen Abstand von 4–8 Wochen. Indikationen. Dia- und metaphysäre Knochendefekte vorwiegend am Unter- und Oberschenkel. Kontraindikationen. Knochendefekte mit Gelenkbeteiligung, persistierender Knocheninfekt oder Osteomyelitis, insuffiziente Weichteildeckung im Bereich des Knochendefekts, Osteoporose. Operationstechnik. Ersteingriff: Ausgiebiges Knochendébridement und Weichteildeckung, Einbringen eines Zementspacers in den Knochendefekt zur Induktion einer synovialen Fremdkörpermembran, interne oder externe Stabilisierung. Zweiteingriff: Entfernen des Zementspacers und Füllung des von der induzierten Membran umgebenen Knochendefekts mit autologer Spongiosa, ggf. Verfahrenswechsel auf eine interne Fixation. Weiterbehandlung. Schmerzabhängige Teil- bis Vollbelastung nach dem Ersteingriff.
Abrollende Mobilisation nach dem Zweiteingriff bis zum Auftreten von radiologischen Zeichen eines Remodellings des Regenerats. In der Regel Belassen des Implantats. Ergebnisse. Insgesamt wurden 6 Patienten (4 Männer, 2 Frauen) im Alter von 15–66 Jahren mit Knochendefekten von durchschnittlich 7 cm (Spanne 4–10 cm) mit der Masquelet-Technik behandelt. Es handelte sich um 2 femorale aseptische Pseudarthrosen und 4 tibiale Pseudarthrosen (je 2 septische und aseptische Pseudarthrosen), dabei in einem Fall um eine periprothetische Pseudarthrose an der Tibia bei schaftgeführter Knieprothese. Die Stabilisierung nach Débridement erfolgte an der Tibia in allen Fällen zunächst mit einem Ringfixateur, am Femur einmal mit einem Marknagel und einmal mit einer winkelstabilen Platte. Der Zweiteingriff wurde zwischen 6 und 9 Wochen nach dem Ersteingriff durchgeführt. Dabei wurde in 3 von 4 Fällen an der Tibia ein Verfahrenswechsel auf eine interne Fixation durchgeführt. Die Spongiosa wurde entweder vom Becken-
kamm oder in RIA-Technik („Reamer-IrrigatorAspirator“) entnommen. Bei der Patientin mit dem periprothetischen Knochendefekt kam es nach 5 Monaten zu einem Plattenbruch und konsekutiver Unterschenkelamputation. In einem Fall wurde aufgrund einer Pseudarthrose an der Andockstelle eine lokale Spongiosaplastik durchgeführt. Alle Patienten waren nach 6 Monaten schmerzfrei und vollbelastend mobil. Der Ilizarov-Fixateur konnte bei einem 15-jährigen Patienten 5 Monate nach dem Zweiteingriff entfernt werden. Die restlichen Implantate wurden belassen. Schlüsselwörter Knochenzement · Oberschenkel · Unterschenkel · Knochentransplantat · Induzierte Membran
Masquelet technique for the treatment of large dia- and metaphyseal bone defects Abstract Objective. Treatment of large dia- and metaphyseal bone defects (>3 cm) with two surgical interventions with an interval of 4–8 weeks. Indications. Dia- and metaphyseal bone defects predominantly of the lower extremity. Contraindications. Intraarticular bone defects, persisting bone infection or osteomyelitis, insufficient soft tissue coverage in the region of the bone defect, osteoporosis. Surgical technique. First surgical intervention: thorough bone debridement and soft tissue coverage, implantation of a cement spacer into the bone defect for the induction of a synovial foreign-body membrane, internal or external fixation. Second surgical intervention: removal of the cement spacer and filling of the bone defect with autologous cancellous bone graft, optionally internal fixation after initial external fixation.
chendefekt zur Induktion einer synovialen Fremdkörpermembran, optionale Weichteildeckung und Achsenkorrektur. 2) Entnahme von autologer Spongiosa in RIA-Technik bevorzugt vom Oberschenkelschaft, Entfernen des Spacers unter Schonung der
Postoperative management. Partial to full weight-bearing after the first surgical intervention depending on pain. Partial weightbearing (max. 15 kg) after the second surgical intervention, until radiological signs of a remodeling of the regenerate bone occur. Usually no implant removal. Results. A total of 6 patients (4 men, 2 women) aged 15–66 years with average bone defects of 7 cm (range 4–10 cm) were treated using the Masquelet technique. There were 2 aseptic femoral nonunions and 4 tibial nonunions (2 septic and 2 aseptic nonunions). One case was a periprosthetic tibial bone defect. Bone stabilization after debridement was performed using ring fixators on the tibia and an intramedullary nail and a locking plate on the femur, respectively. The second surgical intervention was performed after 6–9 weeks. In 3 of the 4 tibial cases, inter-
nal fixation was performed during this intervention. The iliac crest and the RIA (reamer– irrigator–aspirator) technique were used for cancellous bone grafting. Amputation after breakage of the plate was necessary in the patient with the periprosthetic bone defect. Nonunion at the docking site required cancellous bone grafting in 1 patient. All 5 patients were able to perform full weight-bearing without pain after 6 months. The Ilizarov fixator was removed 5 months after the second surgical intervention in a 15-year-old patient. None of the other implants were removed. Keywords Bone cement · Thigh · Leg · Bone graft · Induced membrane
induzierten Membran, Defektfüllung mit autologer Spongiosa, Verschluss der Membran.
Vorteile F Kein aufwendiges mikrochirurgisches Operationsverfahren im Vergleich zum Fibulatransfer
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Operative Techniken F Kürzere Behandlungsdauer auch bei größeren Knochendefekten im Vergleich zur Kallusdistraktion F Stabilisierung des Knochendefekts durch dem Chirurgen vertraute intraoder extramedulläre Verfahren möglich F Geringere Komplikationsraten und weniger postoperative Schmerzen durch die RIA-Technik im Vergleich zur Knochenentnahme am Beckenkamm F Geringere Entnahmemorbidität im Vergleich zum Fibulatransfer F Geringeres Risiko der postoperativen Graftresorption durch Bildung einer induzierten Membran und dadurch eine hohe Rate an erfolgreichen Knochenrekonstruktionen
Nachteile F Zumindest 2 operative Eingriffe im Abstand von 4–8 Wochen und dadurch 2 Krankenhausaufenthalte notwendig F Keine Möglichkeit der Korrektur von Verkürzungen und fixierten Fehlstellungen im Vergleich zur Kallusdistraktion F Erhöhtes Risiko des Therapieversagens bei insuffizienter Infektsanierung F Stabile Weichteildeckung mit guter lokaler Durchblutung im Bereich des Knochendefekts vor Durchführung des Zweiteingriffs notwendig, ggf. Verzögerung des Zweiteingriffs bis zur Weichteilkonsolidierung notwendig F Höhere Kosten durch Verwendung des RIA-Systems mit Einmalbohrköpfen im Vergleich zur Knochenentnahme vom Beckenkamm F Korrekter Zeitpunkt für den Abbau des Fixateurs bei Ausbehandlung im Fixateur externe ist radiologisch schwierig zu bestimmen
Indikationen F Dia- und metaphysäre Knochendefekte vorwiegend am Unter- und Oberschenkel, aber auch an der oberen Extremität und an anderen Lokalisationen [9, 12, 26, 37]
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Kontraindikationen F Knochendefekte mit Gelenkbeteiligung: ggf. prothetische Versorgung F Persistierender Knocheninfekt: Nachdébridement mit Spacerwechsel, Spongiosafüllung des Knochendefekts erst nach sicherer Infektsanierung F Insuffiziente Weichteildeckung im Bereich des Knochendefekts: Verbesserung der lokalen Durchblutung im Defektbereich durch vaskularisierte Lappenplastik F Osteoporose, fragliche Osteomyelitis sowie offene Wachstumsfugen stellen Kontraindikationen zur Entnahme von autologer Spongiosa vom Oberschenkel in RIA-Technik dar
Patientenaufklärung F Übliche Operationsrisiken F Therapieprinzip und Nachbehandlungsschema inkl. der zu erwartenden Behandlungsdauer F Ggf. Notwendigkeit weiterer Eingriffe zwischen den beiden geplanten Haupteingriffen bei insuffizienter Weichteildeckung oder unklarem Status der Infektsanierung F Graftresorption und dadurch bedingtes Therapieversagen F Implantatversagen während des Remodellings mit der Notwendigkeit zur Reosteosynthese F Fehlender Durchbau an der Andockstelle: Revision mit Spongiosaplastik F Krankenhausaufenthalt in der Regel jeweils 5 Tage, eventuell längerer Aufenthalt durch operative Revisionen im Rahmen des Erstaufenthalts F Voraussichtlich verbleibendes Implantat bzw. Metallentfernung frühestens nach 2 Jahren
Operationsvorbereitungen F Die präoperative Planung umfasst bei nichtgeheilten Frakturen eine exakte klinische, radiologische und laborchemische Analyse von Art und Ursache der Pseudarthrose. F Instabilitätsbedingte Pseudarthrosen erfordern eine Reosteosynthese, aber in der Regel kein Knochendébridement oder andere biologische Maß-
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nahmen. Atrophe Pseudarthrosen bedürfen einer lokalen Revision mit Débridement und Anfrischen der sklerosierten Knochenenden. Beträgt das Ausmaß des dadurch entstandenen Defekts weniger als 2 cm, kann einzeitig eine Spongiosaplastik durchgeführt werden. F Infektpseudarthrosen und Knochentumoren erfordern in der Regel ein ausgiebigeres Débridement mit daraus resultierenden größeren Knochendefekten. Bei Knochentumoren hängt das Ausmaß auch von der Tumorart ab. F Vor dem ersten Eingriff kann das zu erwartende Ausmaß des Knochendefekts nach Débridement anhand präoperativer Abklärung mittels Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) zumindest abgeschätzt werden. Das tatsächlich notwenige Ausmaß des Débridements stellt sich allerdings in der Regel erst intraoperativ heraus und ist erfahrungsgemäß größer als präoperativ geplant. F Es empfiehlt sich zudem präoperativ die Überprüfung relevanter Laborparameter des Knochenstoffwechsels als mögliche (Begleit-)Ursachen der Pseudarthrosenentwicklung („metabolic bone workup“). Folgende Parameter sollten untersucht und ggf. eine therapeutische Intervention eingeleitet werden: 1 Albumin, Präalbumin: Bei erniedrigten Werten Gabe eiweißreicher Kost oder entsprechender Nahrungsergänzungsmittel 1 Thyreotropin (TSH), freies Trijodthyronin und Thyroxin (fT3/4): Bei Hypothyreose Optimierung der Schilddrüsenmedikation 1 Parathormon: Bei erhöhten Werten weiterreichende Diagnostik zur Unterscheidung eines primären, sekundären oder tertiären Hyperparathyreoidismus (meist sekundärer Hyperparathyreoidismus bei Vitamin-D3-Mangel). Die Gabe von Parathormonanaloga (Teriparatid, Forsteo®) in den ersten 2 Monaten nach dem Zweiteingriff konnte gemäß der eigenen Erfahrung in wenigen Fällen das Remodelling be-
schleunigen. Eine umfassende wissenschaftliche Analyse diesbezüglich ist noch ausstehend. 1 Knochenabbaumarker (GesamtProkollagen-Typ-I-N-Propeptid, Gesamt-P1NP) 1 Knochenaufbaumarker (BetaCrosslaps) 1 25-OH-Vitamin D3: Zielwert: 75– 150 nmol/l. Bei Vitamin-D-Mangel empfehlen wir die Gabe von 20 Tropfen Oleovit D3 (Colecaliferol, 8000 IE) täglich für 2 Wochen mit anschließender Erhaltungsdosis von 800–2000 IE pro Tag. Additive obligatorische Kalziumsubstitution (500–1000 mg/Tag).
Instrumentarium und Implantate F Die interne Fixation ist im Rahmen der Masquelet-Technik sowohl mit winkelstabilen Platten als auch mit Verriegelungsmarknägeln möglich. Die Wahl ist abhängig von der anatomischen Region, der meta- oder diaphysären Lage des Knochendefekts und auch von der Präferenz des Chi-
rurgen. Grundsätzlich können die gleichen handelsüblichen Implantate wie bei Frakturen in der entsprechenden Region verwendet werden. F Zur externen Fixation im Rahmen des Ersteingriffs werden an der oberen Extremität sowie am Oberschenkel einfache monolaterale Fixateure und am Unterschenkel Ringfixateure (z. B. Taylor Spatial Frame, Smith & Nephew, Memphis, USA) empfohlen. F Scharfer Wundhaken, LangenbeckHaken, Hohmann-Retraktor, gerades und gebogenes Raspatorium, scharfer Löffel, Pfriem, bipolare Diathermie F Oszillierende Säge F PMMA-Zement F RIA-System (Synthes Inc., West Chester, USA) mit Bohrkopf, Rohrsystem, Antriebswelle, Verriegelungsclip, Abdichtung für die Antriebswelle, Zuund Abflussschläuche und Spongiosafilter [28]
Anästhesie und Lagerung F Allgemeinnarkose F Lagerung richtet sich nach der Operationsregion und der Art des geplanten Zugangs F Spongiosaentnahme in RIA-Technik am Oberschenkel in Rücken- oder Seitenlagerung, ggf. auch in Bauchlage möglich; im Rahmen des zweiten Haupteingriffs ist ggf. eine Umlagerung notwendig F Keine Blutsperre, um die Vitalität und Durchblutung der nach Knochendébridement entstehenden Resektionsflächen besser beurteilen zu können
Operationstechnik (. Abb. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
Aufgrund der vielfältigen Varianten der Masquelet-Technik [unterschiedliche Grundproblematik (Infekt, Avitalität, Tumor), unterschiedliche Regionen, unterschiedliche Art der Fixation] soll die Technik anhand dieses Fallbeispiels (Knocheninfekt am Unterschenkel) exemplarisch dargestellt werden.
Abb. 1 8 65-jähriger Patient mit geschlossener distaler Unterschenkelfraktur nach Sportunfall. Operative Versorgung am Unfalltag mit Verplattung der Tibia und Fibula. Wunddehiszenz mit Rötung und Sekretion im frühzeitigen Verlauf. Mehrfache operative Revisionen mit Teilmetallentfernung an der Tibia sowie Gipsanlage und mehrwöchiger antibiotischer Behandlung. Vorstellung 4 Monate nach Trauma mit Knocheninfekt [Fistelbildung, positiver Hygienebefund mehrerer Knochenproben (S. aureus), erhöhte Entzündungsparameter] sowie Varusfehlstellung von 22° im Gips. a Röntgenaufnahme, b Computertomographie
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Operative Techniken
Ersteingriff Der Ersteingriff umfasst das Knochendébridement ( . Abb. 2), die Stabilisierung mit externer oder interner Fixation (. Abb. 3), das Einbringen des Zement-
spacers in den Knochendefekt (. Abb. 4) und die optionale Weichteildeckung und Achsenkorrektur (. Abb. 5).
Abb. 2 8 Knochendébridement. Ein ausgiebiges Knochendébridement ist für eine erfolgreiche Behandlung der entscheidende Schritt. Infektes und avitales Gewebe muss vollständig débridiert werden. Die Resektion erfolgt mit einer oszillierenden Säge und sollte ohne pneumatische Blutsperre durchgeführt werden. So kann beurteilt werden, ob die Resektionsfläche ausreichend punktuelle Blutungen aufweist und das Knochengewebe vital und durchblutet ist. Im Zweifelsfall sollte nachreseziert werden, auch wenn dies einen größeren Knochendefekt zur Folge hat. Die beiden Resektionsflächen werden parallel zueinander und senkrecht zur Schaftachse ausgerichtet. Nach Abschluss der Débridements erfolgt das Ausmessen des Knochendefekts, um das Defektvolumen abschätzen zu können. Im Fallbeispiel beträgt der Knochendefekt nach Débridement 4 cm und das Defektvolumen ca. 28 cm3
Abb. 3 8 Stabilisierung. Bei Infektpseudarthrosen und kritischer Weichteilsituation empfiehlt sich die Stabilisierung mit einem Fixateur externe im ersten Haupteingriff. An der oberen Extremität sowie am Oberschenkel werden einfache monolaterale Fixateure sowie am Unterschenkel Ringfixateure (z. B. Taylor Spatial Frame, Smith & Nephew, Memphis, USA) empfohlen. Ein Verfahrenswechsel auf eine interne Fixation kann im zweiten Haupteingriff durchgeführt werden. Bei Infektfreiheit und guter Weichteildeckung wird die definitive interne Stabilisierung im Rahmen des Ersteingriffs durchgeführt. Grundsätzlich können die gleichen handelsüblichen Implantate (Marknägel, winkelstabile Platten) wie bei Frakturen in der entsprechenden Region verwendet werden. Im Fallbeispiel wird aufgrund der Infektsituation nach Knochendébridement eine externe Fixation mit einem Ringfixateur (Taylor Spatial Frame, Smith & Nephew, Memphis, USA) durchgeführt. Intraoperative Bildwandlerkontrolle
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Abb. 4 8 Einbringen des Zementspacers in den Knochendefekt. Das Einbringen des Zementspacers erfolgt nach der Stabilisierung des Knochendefekts. Der PMMA-Zement wird erst während einer späteren Polymerisationsphase bei höherer Viskosität des Zements eingebracht, um ein besseres Anmodellieren des Spacers zu ermöglichen. So wird auch die Interdigitation mit spongiösem Knochen vorwiegend im metaphysären Bereich reduziert, was die Entfernung des Spacers in weiterer Folge erleichtert. Der Spacer sollte mit der Kortikalis der Knochenenden abschließen und auf keinen Fall kleiner sein (s. . Abb. 5). Um thermische Knochennekrosen im Zuge der weiteren Polymerisation des PMMA-Zements zu verhindern, wird der Spacer anschließend wiederum entfernt und nach endgültigem Aushärten erneut eingebracht. Ist dies nicht möglich (z. B. Spacer um einen Marknagel), so muss ausgiebig durch Spülung gekühlt werden
Abb. 5 8 Weichteildeckung und Achsenkorrektur. Die optionale Weichteildeckung über dem Knochendefekt und die Korrektur von Fehlstellungen werden im Zuge des Ersteingriffs durchgeführt. Nach ausgiebigem Weichteildébridement wird ein spannungsfreier Wundverschluss angestrebt. Im Zweifelsfall sollte eine lokale oder freie Lappenplastik durchgeführt werden. Eine gut durchblutete lokale Weichteildeckung ist hinsichtlich des Remodelling der Spongiosa im weiteren Verlauf günstig. Im Fallbeispiel erfolgte die Korrektur der Varusfehlstellung
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Operative Techniken
Zweiteingriff Der Zweiteingriff umfasst das Entfernen des Zementspacers ( . Abb. 6), die Knochenentnahme in RIA-Technik (. Abb. 7), den optionalen Verfah-
renswechsel auf eine interne Fixation (. Abb. 8) und die Defektfüllung mit autologer Spongiosa (. Abb. 9).
Abb. 6 8 Entfernen des Zementspacers. Das Entfernen des Zementspacers erfolgt nach Längsinzision der induzierten Membran. Die Membran wird mit einem gebogenen Raspatorium vorsichtig vom Zementspacer abgelöst. In der Regel entleert sich dabei von der Membran produzierte seröse Flüssigkeit, die abgesaugt wird und bei Vorliegen einer Infektpseudarthrose einer mikrobiologischen Untersuchung zugeführt werden soll. Der Spacer kann in toto entfernt werden, die Membran darf dabei nicht beschädigt werden. Bei liegendem Marknagel wird der Spacer mit einem Meißel zerkleinert und die Zementstücke werden entfernt. Die Knochenenden werden mit dem Meißel sparsam angefrischt. Der Markraum muss mit einem scharfen Löffel oder einem Pfriem auf beiden Seiten eröffnet werden, um das Remodelling der Spongiosa – auch von den Knochenenden aus – mittels endostaler Durchblutung zu ermöglichen
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Abb. 7 8 Knochenentnahme in RIA-Technik. Die Technik der Knochenentnahme mittels RIA wurde in der Zeitschrift Operative Orthopädie und Traumatologie bereits detailliert beschrieben [28]. Bei Knochendefekten am Unterschenkel oder an der oberen Extremität empfiehlt sich die Entnahme vom gleichseitigen Oberschenkel, bei Defekten am Oberschenkel wird der kontralaterale Oberschenkel verwendet. Eine Entnahme am Unterschenkel ist möglich, allerdings muss berücksichtigt werden, dass der kleinste Bohrkopf des RIA-Systems einen Durchmesser von 12 mm besitzt. Die Entnahme sollte vor allem im Scheitelpunkt der Antekurvation des Femurschafts unter engmaschiger Bildwandlerkontrolle in der seitlichen Projektion erfolgen, um eine Perforation der ventralen Kortikalis zu vermeiden. Im Fallbeispiel wurden 25 cm3 Bohrmehl entnommen
Abb. 8 8 Verfahrenswechsel auf eine interne Fixation. Bei Infektfreiheit und guter Weichteildeckung wird die definitive interne Stabilisierung bereits im Rahmen des Ersteingriffs durchgeführt. Bei Infektpseudarthrosen und kritischer Weichteilsituation empfiehlt sich vor allem am Unterschenkel die initiale Stabilisierung mit einem Fixateur externe und ein Verfahrenswechsel auf eine interne Fixation nach Infektsanierung und suffizienter Weichteildeckung. Grundsätzlich können die gleichen handelsüblichen Marknägel und winkelstabilen Platten wie bei Frakturen in der entsprechenden Region verwendet werden. Eine Ausbehandlung im Ringfixateur vorwiegend am Unterschenkel ist theoretisch möglich. Allerdings ist mit einer monatelangen Tragezeit des Fixateurs zu rechnen. Im Fallbeispiel erfolgte die interne Stabilisierung mit einem Marknagel. Postoperative Röntgenkontrolle
Abb. 9 8 Defektfüllung mit autologer Spongiosa. Das entnommene Bohrmehl wird in den von der Membran umhüllten Raum eingebracht. Es sollte auf eine gleichmäßige Verteilung und eine ausreichende Füllung vor allem im Andockbereich geachtet und im Bildwandler kontrolliert werden. Die Membran wird anschließend mit einer fortlaufenden Naht verschlossen. Es sollten keine Saugdrainagen verwendet werden
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Operative Techniken
Abb. 10 8 a–d Postoperativer radiologischer Verlauf. Der Verlauf des Remodellings der Spongiosa wird radiologisch in oben angeführten Intervallen regelmäßig kontrolliert. In den ersten 6 Wochen ist das radiologische Ausbleiben der Resorption wichtig. Ab der 6. bzw. 12. Woche ist das Remodelling durch eine zunehmende Strukturierung und Verdichtung des Regenerats zu erkennen. Besonderes Augenmerk muss auf die knöcherne Konsolidierung an der Andockstelle gelegt werden. Ein vorläufiger Abschluss des Remodellings ist frühestens nach 1 Jahr zu erwarten. a 6 Wochen. b 3 Monate. c 6 Monate. d 1 Jahr
Postoperative Behandlung Ersteingriff F Entfernen der Drainage und Beginn mit der Mobilisation am 2. postoperativen Tag F Grundsätzlich schmerzadaptierte Teil- bis Vollbelastung möglich. Der Zementspacer im Knochendefekt bewirkt eine axiale Abstützung, wodurch die mechanische Situation einerQuerfraktur entspricht F Ggf. operative Revision im Verlauf zur Infektsanierung mit Nachdébridement und Weichteildeckung je nach lokalem Status und Laborbefund F Einschulung zur Pinpflege während des stationären Aufenthalts bei Stabi-
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lisierung mittels Fixateur externe und anschließend selbständige Pinpflege 2-mal wöchentlich F Physiotherapeutische Beübung der benachbarten Gelenke sowie Spitzfußprophylaxe und medikamentöse Thromboseprophylaxe
Zweiteingriff F Beginn mit der Mobilisation am 2. postoperativen Tag F Abrollende Mobilisation mit maximal 15 kg für 6 Wochen. Das Bohrmehl erfüllt vor dem Remodelling keine mechanische Funktion, wodurch die Situation der Trümmerfraktur ohne kortikale Abstützung entspricht.
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F Röntgenkontrollen postoperativ (. Abb. 8), nach 6 Wochen sowie nach 3, 6 und 12 Monaten (. Abb. 10) F Steigerung der Belastung bis zu schmerzadaptierter Teil- bis Vollbelastung mit zunehmender Strukturierung des Regenerats zwischen der 6. und 12. Woche (. Abb. 10a, b) F Bei komplikationsloser Spongiosaentnahme in RIA-Technik sind diesbezüglich keine besonderen Maßnahmen zu setzen. Bei Perforation der Kortikalis oder einer ausgeprägten Ausdünnung der Kortikalis wird eine Teilbelastung für 4 Wochen empfohlen [28].
Fehler, Gefahren, Komplikationen F Erfolglose Infektsanierung durch unzureichendes Knochen- und Weichteildébridement bei Infektpseudarthrose im Rahmen des Ersteingriffs: Nachresektion bis zur sicheren Infektsanierung, ggf. Verschiebung des Zweiteingriffs F Insuffiziente Weichteildeckung im Defektbereich: Eine gute lokale Durchblutung ist essenziell für ein erfolgreiches Remodelling des Regenerats. Im Zweifelsfall sollte die Weichteildeckung mit einem vaskularisierten lokalen oder freien Lappen erfolgen. Der Zweiteingriff darf erst bei suffizienten Weichteilverhältnissen durchgeführt werden. F Instabilität im Bereich des Knochendefekts: Das Remodelling des Regenerats erfordert mechanische Stabilität. Ggf. Reosteosynthese oder Verfahrenswechsel notwendig F Perforation oder ausgeprägte Ausdünnung der Kortikalis bei der Knochenentnahme in RIA-Technik: Teilbelastende Mobilisation für 4 Wochen F Intra- oder postoperative Fraktur im Rahmen der Knochenentnahme in RIA-Technik: Marknagelosteosynthese F Resorption des Knochenmehls/Pseudarthrose an den Andockstellen: Spongiosaplastik
Ergebnisse Zwischen 2010 und 2013 wurden 6 Patienten (4 Männer, 2 Frauen) im Alter von 15–66 Jahren mit Knochendefekten von durchschnittlich 7 cm (Spanne 4–10 cm) in der Masquelet-Technik behandelt. Es handelte sich dabei um 2 femorale aseptische Pseudarthrosen und 4 tibiale Pseudarthrosen (je 2 septische und aseptische Pseudarthrosen), dabei in einem Fall um eine periprothetische Pseudarthrose an der Tibia bei schaftgeführter Knieprothese. Die Stabilisierung nach Débridement erfolgte an der Tibia in allen Fällen zunächst mit einem Ringfixateur [3-mal TSF (Taylor Spatial Frame), 1-mal Ilizarov-Ringfixateur]. Am Femur wurde einmal bei einem Knochendefekt im Schaft-
bereich im Rahmen des Ersteingriffs ein Marknagel verwendet, im zweiten Fall eines Defekts im Bereich des distalen Femur eine winkelstabile laterale Platte. Der Zweiteingriff wurde zwischen 6 und 9 Wochen nach dem Ersteingriff durchgeführt. Dabei wurde an der Tibia der TSF in 2 Fällen durch einen intramedullären Kraftträger ersetzt, in einem Fall erfolgte die Ausbehandlung im Ilizarov-Ringfixateur. Im Fall des periprothetischen Knochendefekts erfolgte im Zweiteingriff der Verfahrenswechsel auf eine winkelstabile Plattenosteosynthese. Die Spongiosa wurde in den ersten beiden Fällen (2010– 2011) vom Beckenkamm entnommen, anschließend in der RIA-Technik vom ipsilateralen Oberschenkel bei den tibialen Defekten bzw. vom kontralateralen Oberschenkel bei den femoralen Defekten. Es traten keine Komplikationen im Rahmen der Spongiosaentnahme auf. In einem Fall musste nach dem Zweiteingriff an der Tibia eine erfolgreiche Weichteilrevision vorgenommen werden. Septische Revisionen waren nicht notwendig. Bei der Patientin mit dem periprothetischen Knochendefekt kam es nach 5 Monaten zu einem Plattenbruch. Aufgrund von multiplen Voroperationen, langjähriger Kortisonprämedikation, chronischer Niereninsuffizienz und Eingefäßsituation am Unterschenkel entschied man sich wegen des bis zu diesem Zeitpunkt fehlenden radiologischen Remodellings des Regenerats zur Amputation unterhalb des Prothesenschafts. In den anderen Fällen waren zu Beginn der Behandlung keine relevanten Vorerkrankungen bekannt. Die präoperative Abklärung des Knochenstoffwechsels zeigte in 3 Fällen einen Vitamin-D-Mangel, der mit 8000 IE pro Tag für 2 Wochen und anschließender Erhaltungsdosis von 800–2000 IE unter gleichzeitiger Kalziumsubstitution (500–1000 mg/Tag) behandelt wurde. Parathormon-Analoga (Teriparatid, Forsteo®) wurden additiv in 2 Fällen in den ersten 2 Monaten nach dem Zweiteingriff gegeben. Alle anderen Patienten waren nach 6 Monaten schmerzfrei und vollbelastend mobil. In 3 Fällen zeigte sich zu diesem Zeitpunkt ein vollständiger radiologischer Durchbau. In 2 Fällen war nach dieser Zeit eine zarte knöcherne Brücke an der proximalen bzw. an der proximalen
und distalen Andockstelle zu beobachten. In einem Fall wurde nach CT-Abklärung eine lokale Spongiosaplastik durchgeführt. Im anderen Fall wurde vorläufig darauf verzichtet, der weitere Verlauf wird beobachtet. Der Ilizarov-Fixateur konnte bei einem 15-jährigen Patienten 5 Monate nach dem Zweiteingriff entfernt werden. Die restlichen Implantate wurden belassen. Masquelet berichtet im Jahr 2000 in der ersten größeren publizierten retro spektiven Serie von 35 Patienten mit aseptischen und Infektpseudarthrosen vorwiegend am Unterschenkel mit einer Defektstrecke von 4–25 cm, wobei 20 Knochendefekte >10 cm ausmachten [22]. Der Abstand zwischen den beiden Eingriffen betrug zwischen 6 und 8 Wochen, die Stabilisierung erfolgte mittels Fixateur externe. Alle Patienten waren zum Zeitpunkt der Letztuntersuchung infektfrei, wobei bei 5 Patienten zusätzliche Revisionsoperationen zur Infektsanierung notwendig waren. In 4 Fällen kam es nach Abbau des Fixateur externe zu einer erneuten Fraktur im Bereich des Regenerats ohne relevantes Trauma. In einer prospektiven Folgestudie mit 11 Patienten mit Infektpseudarthrosen und einem durchschnittlichen Knochendefekt von 10,5 cm (Spanne 5–18 cm) wurden der autologen Spongiosa jeweils 3,5 mg BMP-7 hinzugefügt [24]. Dies führte jedoch zu keinem beschleunigten Remodelling des Regenerats. Zudem wurden umschriebene Resoptionszonen beobachtet, wodurch Masquelet die Beimengung von BMP-7 nicht empfiehlt. Stafford beschreibt eine Serie von 25 Patienten mit 27 Knochendefekten an Tibia und Femur [32]. Im Rahmen des Ersteingriffs erfolgte die Stabilisierung mittels Platte oder Nagel bzw. Fixateur externe. Der Zweiteingriff wurde wiederum nach 6–8 Wochen vorgenommen, wobei die Spongiosa mit Hilfe des RIA-Systems (durchschnittlich 47 cm 3) gewonnen wurde. Nach 12 Monaten waren 90% der Knochendefekte knöchern durchbaut. Es konnten keine entnahmebedingten Komplikationen beobachtet werden. Apard berichtet von 12 Patienten (11 Infektpseudarthrosen, 1 aseptische Pseudarthrose) mit tibialen Knochendefekten von 6–15 cm nach Débridement [1]. Zur Stabilisierung wurden Marknägel verwen-
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Operative Techniken det, um die der Zement angelagert wurde. Durch den Einsatz eines intramedullären Kraftträgers konnte die vollbelastende Mobilisation bereits nach durchschnittlich 4 Monaten (Spanne 3–7 Monate) erreicht werden. Durch den einzeitigen Umstieg auf eine interne Fixation wurden in 3 Fällen operative Revisionen aufgrund septischer Komplikationen notwendig. In kleineren Fallserien wurde des Weiteren von der erfolgreichen Anwendung der Masquelet-Technik bei Knochendefekten am Unterarm [12], an der Hand [9], am Fuß [26] und am Unterkiefer [37] berichtet.
Korrespondenzadresse D. Krappinger Universitätsklinik für Unfallchirurgie und Sporttraumatologie, Medizinische Universität Innsbruck Anichstr. 35, 6020 Innsbruck Österreich [email protected]
Einhaltung ethischer Richtlinien Interessenkonflikt. D. Krappinger, R.A. Lindtner, M. Zegg, A. Dal Pont und B. Huber geben an, dass kein Interessenkonfliktbesteht. Dieser Beitrag beinhaltet keine Studien an Menschen oder Tieren.
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