Distractionarthroplasty of the elbow


B. Fink, T. Schneider, J. M. Strauss, O. Niggemeyer

Orthopaedic Department of Heinrich-Heine-University Düsseldorf, Germany
Correspondence:
Dr. med. Bernd Fink
Orthopaedic Department
Heinrich-Heine-University Düsseldorf
Moorenstraße 5
40225 Düsseldorf / Germany
Tel: 0211/3117960
Fax: 0211/3116281
Key words: elbow surgery, elbow pathology, external fixator, elbow injuries

Summary:

In patients who are to young for an endoprosthetic replacement of the elbow serious disturbation of the elbow can be treated with distraction arthroplasty. The treatment goals joint motion and joint stability can be realised using hinged-joint distraction devices. 5 patients (3 with posttraumatic degenerative arthritis, 1 with degenerative arthritis due to rheumatoid arthritis and 1 with a 3 month old luxation of the joint and an incomplet lesion of the ulnar nerve) had distraction arthroplasty of the elbow. In all cases a decrease in pain and distinct and lasting increase of range of motion could be achieved. No complications occured. The bilateral fixation device we used had some advantages compared to the ring fixator we used.

Zusammenfassung:

Bei Patienten, die zu jung für einen endoprothetischen Ersatz des Ellenbogengelenkes sind scheint die Distrationsarthroplastik eine hilfreiche Methode bei ausgeprägten Destruktionen des Ellenbogengelenkes, deren Ursache intraartikulär liegt zu sein. Die hierfür verwendeten, gelenkübergreifenden Fixateure erlauben die Beweglichkeit des Gelenkes unter erhaltener Stabilität. Wir führten dieses Verfahren bei 5 Patienten durch, 3 mit posttraumatischer Arthrose, 1 mit Sekundärarthrose bei rheumatoider Arthritis und 1 mit einer 3 Monate alten Gelenkluxation und inkompletter N. ulnaris-Läsion. In allen Fällen konnte eine Reduzierung der Bewegungsschmerzen sowie eine deutliche und dauerhafte Verbesserung des Bewegungsausmaßes bei stabilen Gelenk-Verhältnissen erreicht werden. Komplikationen traten bei keinem der Fälle auf. Der verwendete Rahmenfixateur hatte gegenüber der verwendeten Ringfixateurmontage Vorteile bezüglich des Tragekompforts und des Bewegungsausmaßes.

Einleitung:

Der endoprothetische Gelenkersatz des Ellenbogens hat sich vor allem bei jüngeren Patienten (unter 60 Jahren) noch nicht als routinemäßiges Verfahren durchgesetzt, da unter anderem erhebliche Knochensubstanzverluste bei Prothesenlockerungen auftreten können (3, 4). Daher stellen ausgeprägte Destruktionen des Ellenbogengelenkes ein schwierig zu behandelndes Problem dar. Bei zerstörten Gelenkflächen führen reine Weichteileingriffe zu keiner länger anhaltenden Funktionsverbesserung. In solchen Extremsituationen verspricht die Distraktionsarthroplastik mit einer vorübergehenden Separation der Gelenkflächen eine hilfreiches Verfahren für die Gelenkrekonstruktion bzw. Funktionsverbesserung zu sein (1-6, 8, 9).

Bereits 1910 führte Payr die ersten Gelenkflächenextensionen mit Hilfe eines gewichtbeladenen Steinmann-Nagels durch, der durch die gelenkflächennahe Ulna verlief (7). Volkov und Organisian (9) waren 1975 die ersten, die für die Gelenkflächenseparation einen gelenkübergreifenden Fixateur verwendeten (9).

Bei gelenkübergreifenden Fixateuren, die für die Ditraktionsarthroplastik verwendet werden, ist es von eminenter Wichtigkeit, daß die Bewegungsachse des Fixateurs mit der des Gelenkes übereinstimmt. Hierdurch werden schädigende Hebelwirkungen bei der Gelenkbewegung vermieden (3-6, 8, 9). Die Bewegungsachse des Ellenbogengelenkes beginnt (von lateral gesehen) am Tuberkel des lateralen Epikondylus als Zentrum des Capitulum humeri, verläuft durch die Trochlea humeri und endet medial im anterior-inferioren Bereich des medialen Epikondylus (3-5). Die Übereinstimmung der Fixateur- und Gelenkbewegungsachse kann auf zwei verschiedene Arten realisiert werden. Einerseits kann je ein Scharniergelenk auf beiden Seiten des Ellenbogengelenkes exakt in die verlängerte Bewegungsachse des Ellenbogengelenkes angebracht werden. Andererseits besteht die Möglichkeit, einen Fixateurnagel durch die Bewegungsachse des Ellenbogens zu plazieren. Um diesen dreht sich dann der ulnare Teil des Fixateurs bei der Gelenkbewegung (Abb. 1).

Material und Methoden:

Wir führten die Distraktionsarthroplastik des Ellenbogens bisher bei 5 Patienten durch, 4 mal aufgrund sekundärarthrotisch bedingter Gelenkkontrakturen (3 mal posttraumatisch, 1 mal spätarthritisch bei Rheumatoider Arthritis) und einmal aufgrund einer 3 Monate alten Ellenbogengelenkluxation. Bei letzt genanntem Patieten führten wir eine Reposition und teilweise Rekonstruktion der Kollateralbänder sowie von Kapselanteilen durch. Mit dem verwendeten Ringfixateur wurde die Gelenkstabilität gewährleistet und die Gelenkflächen um 5 mm schrittweise separiert. Weiterhin führten wir 3 mal eine Resekitonsarthroplastik und einmal eine Resektionsinterpositionsarthroplastik in Kombination mit Gelenkflächendistraktion von 3 bis 5 mm durch. Als Interponat verwendeten wir ein Stück der durch die Trochlea geschlagenen Tricepssehne (Tabelle 1). Als Fixateure kamen 1 mal ein gelenkübergreifender Ringfixateur mit Spezial-Scharniergelenk (Fa. Orthomed GmbH, Lautertal) (Abb. 1) und 4 mal ein Ellenbogen-Rahmenfixateur ("OME-Fixateur, Fa. Orthomed GmbH, Lautertal) (Abb. 2 + Abb.3) zur Anwendung. Das "Follow-up" nach Operation betrug 1 mal 10 Monate, 2 mal 12 Monate und 1 mal 15 Monate.

Ergebnisse:

Bei allen 5 Patienten konnte der Bewegungsschmerz deutlich reduziert werden und die Beweglichkeit des Ellenbogengelenkes deutlich verbessert werden. Nach durchschnittlich 8 Wochen (+/- 0,5 Wochen) wurde der jeweilige Fixateur entfernt, der betroffene Arm intensiv krankengymnastisch beübt. Nachts wurde der Arm in einer Ellenbogen-Redressionsschiene (Dynasplint, Fa. Polytech) gelagert. Hierdurch konnte das erreichte Bewegungsausmaß nach Fixateurabnahme erhalten und in einem Fall (nach Abnahme des Ringfixateurs) die Beugung sogar um 15 Grad verbessert werden. Jedoch traten bei 2 Patienten 6 Monate nach der Fixateurentfernung wieder leichte Bewegungsschmerzen auf. Komplikationen sahen wir bei keinem unserer Fälle. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgelistet.

Diskussion:

Mit Hilfe der Distraktionsarthroplastik soll eine Gelenkflächenseparation und/oder Erhaltung bzw. Wiederherstellung der Gelenkstabilität des Ellenbogengelenkes erreicht werden (5, 8). Die Gelenkflächenseparation ist in den Situationen indiziert, in denen die Gelenkpathologie intraartikulär liegt und ein unmittelbar postoperativ stattfindender Gelenkflächenkontakt das Operationsergebnis beeinträchtigen würde. Dies ist zum Beispiel bei arthrotischen (posttraumatisch oder spätarthritisch) Gelenkflächendestruktionen der Fall, wo es schmerzreflektorisch häufig zu einer Gelenkkontraktur kommt. Hier wird die Resektionsarthroplastik (mehr oder weniger ausgedehnt) mit gleichzeitiger Arthrolyse als Therapiekonzept häufig angewendet (1, 5). Ein unmittelbar postoperativer Kontakt der nach Resektionsarthroplastik entstandenen, spongiösen Gelenkflächen führt in der Regel zu einer schmerzbedingten, reflektorischen Bewegungseinschränkung, die letztendlich wieder in einer fibrösen Gelenksteife münden kann. Bereits 1910 erkannte Payr (7), daß eine postoperative Extension mit Separation der Gelenkflächen zur Verhinderung des unmittelbar postoperativen Gelenkflächenkontaktes eine Verbesserung der Beweglichkeit erzielen kann. Er führte die Extension mit einem gewichtsbeladenen, ulnaren Steinmann-Nagel durch. Bei der Distraktionsarthroplastik mit modernen Fixateuren kann sich durch die Separation der Gelenkflächen für ca. 6 bis 8 Wochen zwischen den Gelenkflächen eine bindegewebige oder sogar fibrocartilaginäre Schicht bilden. Diese kann dann nach Aufhebung der Distraktion als neue Bewegungsschicht fungieren (5, 9). Bei Verwendung eines Interponates nach mehr oder weniger ausgedehnter Resektionsarthroplastik bewirkt die Separation der Gelenkflächen, daß das Interponat ohne störende äußere Krafteinflüsse bei erhaltener Beweglichkeit einheilen kann (5, 8). Somit wird durch die Separation der Gelenkflächen bei der Distraktionsarthroplastik verhindert, daß das Interponat bei der postoperativen Bewegung unter Druck gerät und ggf. sogar durch die inkongruenten Gelenkflächen zermalen wird (5, 8). Bei einer schrittweisen Separation kommt es hierbei zu einer Distraktion der bei der Kontraktur verkürzten Kapsel-, Band- aber auch Muskel- und Sehnenstrukturen, was zu einem Wachstum mit Verlängerung dieser Weichteilstrukturen im Sinne des Ilizarov-Prinzips (Histiogenese durch Distraktion) führt (5). Dies hilft das erreichte Bewegungsausmaß des Ellenbogengelenkes nach Beendigung der Distraktion (nach Fixateur-Abnahme) aufrecht zu erhalten (5).

Bei Gelenkrekonstruktionen des Ellenbogens ist die Stabilität des Gelenkes ebenfalls ein entscheidendes Ziel. Bei Gelenkkontrakuren ist häufig eine ausgedehnte Arthrolyse mit Abtrennung von Kollateralbändern notwendig (3-5). Nach deren Rekonstruktion gilt es, ein Valgus- und Varusstress des Gelenkes zu vermeiden (3-5). Durch die modernen gelenkübergreifenden Ellenbogenfixateure werden diese schädigenden Beanspruchungen des Gelenkes verhindert und das Gelenk kann bei erhaltener Stabilität bewegt werden (3-5, 9).

Weiterhin finden diese Behandlungsziele (Beweglichkeit bei erhaltener Stabilität) auch bei Luxationen des Gelenkes (2, 5), manchen intraartikulären Frakturen (2, 5) und Pseudarthrosen (6) (bei denen die primären Osteosynthesen keinem Bewegungsstress ausgesetzt werden sollten) Anwendung. Durch die Separation der Gelenkflächen und der erhaltenen Gelenkstabilität in den für die Distraktionsarthroplastik verwendeten Fixateuren kann die Weichteil- und/oder Gelenkflächenrekonstruktion heilen, ohne daß schädigende Einflüße auf die Gelenkflächen oder unerwünschte Varus- und Valgus-Beanspruchungen des Gelenkes auftreten (2-6, 9).

Obwohl wir bei unseren wenigen Patienten keine Komplikationen beobachteten, handelt es sich nach den Erfahrungen von Morrey (3) keinesfalls um ein komplikationsloses Verfahren. Er fand 8 Komplikationen bei 7 von 26 Patienten (27 %) (3): 2 Pin-Infektionen, 1 tiefe Infektion, 2 N. ulnaris-Parästhesien, 1 Abriß der Tricepssehne, 1 Hautnekrose, 1 aseptische Resorption des distalen Humerus- und proximalen Ulnaendes. Zur Vermeidung von Pin-Infektionen sollte auf eine spannungsfreie Hautlage um die Pins und eine tägliche Pinpflege geachtet werden.

Der von uns verwendete Rahmenfixateur hatte gegenüber dem von uns verwendeten Ringfixateur deutliche Vorteile. Er erlaubt ein größeres Bewegungsausmaß des Ellenbogengelenkes und ist für den Patienten deutlich tragefreundlicher. Die isolierte Fixation der Ulna, wie es bei Verwendung des Rahmenfixateurs regelmäßig durchgeführt wird, erlaubt eine freie Rotation des Unterarmes. Hierauf sollte auch bei Verwendung eines Ringfixateurs geachtet werden.

Zusammenfassend kann aufgrund unserer und den publizierten Ergebnissen der Literatur gefolgert werden, daß die Distraktionsarthroplastik ein hilfreiche Methode bei ausgeprägten intraartikulären Ellenbogendestruktionen bei Patienten zu sein scheint, die für einen endoprothetischen Gelenkersatz zu jung sind (1-6, 8, 9). Durch dieses Verfahren scheinen zufriedenstellende Ergebnisse erreichbar (1-6, 8, 9).

Literature