60. funktionelle anpassung des knochens auf physiologische und unphysiologische beanspruchung

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IV[.ALLGOWER:Funktionelle Anpassung des Knochens 383 NORD~, B. E. C., J. M_~cGEEGOE, and M. 1V[. BLvm~: Clin. Sci. 24, 301 --310 (1963). -- D.A. S~nTE, I. 1VICFADYE~, and S. Jo~s~o~: The relation between urinary hydroxyproline and calcimn balance in osteoporosis. In L. J. RZOEETX.E et llCI. J. DAImV.~AG~CV.(eds.): Proceedings of the Second European Symposit~m on Calcified Tissues, pp. 431--435. Collection des Colloques de l'Universit6 de Liege 1965. -- -- and J. NISBET: Clin. Sci. 27, 111--122 (1964). NOED~, R. C., and W. J. A~o~¢: J. biol. Chem. 289, 1680--1685 (1964). P~.~, R., et D. HIoco: Traitement de l'ost@oporose. In D.J. l~oco (ed.): L'ost~oporose, pp. 234--249. Paris: Masson & Cie. 1964. Pv.~-lcs, H. R., and P. G. WAT,~: J. Bone gt Surg. B 40, 333--339 (1958). Pos~v.~, A. S.: The natL~re of the inorganic phase in calcified tissues. In R.F. SOG~A~.s (ed.) : Calcification in biolo~cal systems, pp. 373--394. Washington: Amer. Ass. Advane. Sci. 1960. -- E.D. EAN]~S, ~nd I. Z~KlX: X-ray diffraction analysis of the effect of fluoride on bone. In L. J. RIc~E et ~¢I.J. DALLE~L~GN~ (eds.), Proceedings of the Second European Symposium on Calcified Tissues, pp. 79--88. Collection des Colloques de l'Universit6 de Li@ge 1965. RAsi~vss~y, H.: Amer. g. Med. 80, 112--128 (1961). RE~v.NSTEr~, E. C.: Clin. Orthop. 9~ 206--253 (1957). - - Metabolism 7, 78--89 (1958). R~c~, C., and J. E~csrscK: Nature (Lond.) 191, 184--185 (1961). -- -- and P. Iv~oWcH: J. din. Invest. 48, 545--556 (1964). --, and P. IvAxowcrr: Ann. intern, ivied. 63, 1069--1074 (1965). Ros~, G. A.: Postgrad. med. J. 40, 158--163 (1964). SH]~Rwoo~, L. l~I., g. T. POTTS jun., A.D. CARE, G. P. I~L~Y~, and G. D. Av~- B~CH: Nature (Lond.) 209, 52--55 (1966). SN.~PER, I. : Bone diseases in medical practice. New York and London: Grune & Stratton 1957. STETT~.N, M. 1%., and g. L. T~T: J. biol. Chem. 289, 4041--4046 (1964). Svs~, F. R., P. GOLDHXBVR, and J. l~I.JvN~I~S: Amer. J. Physiol. 211, 959--962 (1966). Vies, G. : Biochem. J. 97, 393--402 (1965). --, and G. lq~c~o~ s : Endocrinology 70, 546--555 (1962). WooDs, J. F., and G. Iq~CHOLS : J. Cell Biol. 26, 747--757 (1965). Pr~isident: Ich danke sehr fiir dieses auBerordentlich anschauliche Referat, das ja fiir uns sehr vide klinische Konsequenzen hat. Es war eine sehr schSne Ver- bin&rag tier Biochemie mit der Klinik. 6 0. Funktionelle Anpassung des Knochens auf physiologische und unphysiologische Beanspruchung (Chirurgisches Referat) M. A~GTw~-Basel/Schweiz 1. Elektrisehe Ph~inomene als Antwort des Knochens aui mechanische Einwirkungen Wit ~:lini~er s£nd geneigt, den Knochen als relativ iner~es Stfitz- gewebe aufzufassen. Es reagiert auf/£uBere Reize mit Umbauvorg/~ngen,

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IV[. ALLGOWER: Funktionelle Anpassung des Knochens 383

NORD~, B. E. C., J. M_~cGEEGOE, and M. 1V[. BLvm~: Clin. Sci. 24, 301 --310 (1963). -- D.A. S~nTE, I. 1VICFADYE~, and S. J o ~ s ~ o ~ : The relation between urinary

hydroxyproline and calcimn balance in osteoporosis. In L. J. RZOEETX.E et llCI. J. DAImV.~AG~CV. (eds.): Proceedings of the Second European Symposit~m on Calcified Tissues, pp. 431--435. Collection des Colloques de l 'Universit6 de Liege 1965.

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L'ost~oporose, pp. 234--249. Paris: Masson & Cie. 1964. Pv.~-lcs, H. R., and P. G. W A T , ~ : J. Bone gt Surg. B 40, 333--339 (1958). Pos~v.~, A. S.: The natL~re of the inorganic phase in calcified tissues. I n R . F .

SOG~A~.s (ed.) : Calcification in biolo~cal systems, pp. 373--394. Washington: Amer. Ass. Advane. Sci. 1960.

-- E .D. EAN]~S, ~nd I. Z~KlX: X-ray diffraction analysis of the effect of fluoride on bone. In L. J. R I c ~ E et ~¢I. J. DALLE~L~GN~ (eds.), Proceedings of the Second European Symposium on Calcified Tissues, pp. 79--88. Collection des Colloques de l'Universit6 de Li@ge 1965.

RAsi~vss~y, H.: Amer. g. Med. 80, 112--128 (1961). RE~v.NSTEr~, E. C.: Clin. Orthop. 9~ 206--253 (1957).

- - Metabolism 7, 78--89 (1958). R~c~, C., and J. E~csrscK: Nature (Lond.) 191, 184--185 (1961). -- - - and P. I v ~ o W c H : J. din. Invest. 48, 545--556 (1964). -- , and P. IvAxowcrr: Ann. intern, ivied. 63, 1069--1074 (1965). Ros~, G. A.: Postgrad. med. J. 40, 158--163 (1964). SH]~Rwoo~, L. l~I., g. T. POTTS jun., A.D. CARE, G. P. I~L~Y~, and G. D. Av~-

B~CH: Nature (Lond.) 209, 52--55 (1966). SN.~PER, I. : Bone diseases in medical practice. New York and London: Grune &

Stratton 1957. STETT~.N, M. 1%., and g. L. T~T: J. biol. Chem. 289, 4041--4046 (1964). Svs~, F. R., P. GOLDHXBVR, and J. l~I. JvN~I~S: Amer. J. Physiol. 211, 959--962

(1966). Vies, G. : Biochem. J. 97, 393--402 (1965). --, and G. lq~c~o~ s : Endocrinology 70, 546--555 (1962). WooDs, J. F., and G. Iq~CHOLS : J. Cell Biol. 26, 747--757 (1965).

Pr~isident: Ich danke sehr fiir dieses auBerordentlich anschauliche Referat, das ja fiir uns sehr vide klinische Konsequenzen hat. Es war eine sehr schSne Ver- bin&rag tier Biochemie mit der Klinik.

6 0. Funktionelle Anpassung des Knochens auf physiologische und unphysiologische Beanspruchung

(Ch i ru rg i sches R e f e r a t )

M. A ~ G T w ~ - B a s e l / S c h w e i z

1. E lek t r i sehe Ph~inomene als A n t w o r t des K n o c h e n s a u i mechan i sche E i n w i r k u n g e n

W i t ~ : l in i~er s£nd geneigt , d e n K n o c h e n als r e l a t i v iner~es Stf i tz- gewebe aufzufassen. Es reag ie r t auf /£uBere Reize m i t Umbauvorg /~ngen ,

384 M. ALLCSWE~ :

die sieh fiber Woehen bis Monate hinziehen, wie dies in dem Vortrag yon Rerrn UE~L~GER zur Geltung gekommen ist. Sehon der Vortrag yon Herrn FL~,IscH hat gezeigt, dab der ~noehen in einem dynamisehen Gleichgewieht mit dem K6rper als Ganzem steht und dab Austauso]a- vorgange chemiseher Art in Sekunden bis Minuten vor sich gehen. In d e n letzten Jahren haben BASSWTT U. Mitarb. (1964) festgestellt, dab cler Knoehen auf einen Stress innerhalb SekLmdenschnelle auch mit phys i - kalischen Veranderungen antwortet. Diese Gruppe - - in Besta t igung frfiherer Befunde japaniseher Forseher (I~DA et al., 1956; FU]~DA u. YAS~DA, 1957 ; NOG~CHI, 1957) - - konnte nachweisen, dal3 ein Biegungs- Stress zum unmittelbaren Aufbau eines negativen Potentials auf t ier Biegeseite ffihrt. Dieses Potential flie~t in ganz kurzer Zeit wieder ab . P E ~ u. ST~AV~_~ (1967) konnten in Davos die Ergebnisse y o n BASSWT~ et al. bestatigen.

Bei diesem elektrisehen Ph~nomen handelt es sich vermutlich u m sogenannte Piezoelektrizitat, welche durch das Deformieren yon Kr is ta l - len hervorger~ffen werden kann. Das Alfftreten soleher Potentiale ist so- mit nicht an die lebende Materie gebunden, und die Potentiale sind so- wohl am lebenden wie am toten Knochen ohne weiteres nachzuweisen.

Die Bedeutung dieser elektrisehen Phanomene ist noch unbekannt , aber man kann sieh fragen, ob den ausgelSsten StrSmen nicht eine wesent- liehe physiologische Rolle zukommt. Sie kSnnten unter normalen Be¢lin- gungen beteiligt sein an der Aufrechterhaltung des Gleiehgewiehts zwi- sehen Ab- und Aufbau. Es ware denkbar, da~ sie das Signal geben zu den funktionellen Anpassungen, die der Knochen dann im Laufe der Ze i t morphologisch sichtbar macht.

B ~ s s ~ T et al. (1964) haben versueht, diese Frage experimentell zu be- antworten. Sie erzeugten auf dem tIundefemur zwischen zwei im K n o - ehen versenkten Elektroden mit ]=[iWe kleiner Batterien GleichstrSnae sehr geringer Intensitat . An der Kathode t ra t ein gegenfiber der Anode and gegenfiber strom]osen Kontrollen stark vermehrter Knochenanbau auf. Dies wiirde zur Beobachtung passen, dab bei der Biegung a~f t ier Konkavseite ein negatives Potential auftritt. Dies ist erfahrungsgem~i~ der Ort, wo der Knochen sich durch appositionelles Wachstum dem Stress anpaBt. Weitreiehende Spekulationen fiber die Bedeutung dieser elektrL schen Potentiale shad allerdings noch verfrfiht. Immerhin ist es auch fiir den Kliniker wissenswert, dab die Knoeheneortiealis auf die versehieden- sten meehanischen Reize sehr raseh reagiert. Sehon die Erschfi t terung dutch den arteriellen Puls sowie die atembedingten Stellungsver~nderun- gen rufen meBbare Druekveranderungen im Knoehen hervor. Meine bei- den Mitarbeiter PEI~EI~ ~md HUGGLEI% konnten dies mit Hilfe yon a m Knoehen befestigten SpannmeB-Kapseln feststellen. Die meehanischen Ver~nderungen haben ihrerseits unmittelbare elektrische Phanomene i m

Funktionelle Anpassung des Knochens 385

Gefolge, so dab die Knochencorticalis als ein sehr dynamisehes Gebflde imponiert.

Die elektrischen Phiinomene der Knoehencorticalis sind y o n den muskLfl~ren AktionsstrSmen unabhiingig. Ihre GrSBenordnung ist urn etwa eine Zehnerpotenz geringer.

2. Die Wirkung des Druekes Viel ¢liskntiert wttrde in den letzten Jahren die Frage, welche Druek-

beansprnchung des Knochens als unphysiologiseh anzusehen ist. Tat- sache ist, dab der Knochen ausgesproehen fiir Druckbeanspruehungen gebaut ist. Eine Sehaftibia, axial belastet, beginnt erst bei einem I)ruek yon zwei Tonnen sieh irreversibel zu deformieren (S~u~Auiv/A_mv, 1967). Wann aber reagiert der lebende Knoehen auf Druek mit Aufbau, wann mit Resorption ? Auf diesem Gebiet gibt es sehr viele Meinungen, abet nur wenig solide Tatsachen. Fest steht, dab mechanische Unruhe, sei es dureh intermittierende Zug-, Druek- oder Scherkr~fte, ~mmer zur Re- sorption am Orte der auftreffenden Kraft fiihrt. Ein hn Knochen be- wegter Fremdk6rper schafft sich eine eigentliche neoarthrotische Re- sorptionshShle, wie dies besonders schSn bei l~nger liegenden Syndes- mosensehrauben deutlich wird. WAo~ (1962, 1963) hat in sehr hfib- sehen Versuehen Schrauben so in den Vorderarm des Hundes eingebraeht, dab sie nur in einem Knoehen festen Sitz finden konnten, im anderen aber locker saBen. Im Bereich des passiv bewegten Sehraubensitzes l~Bt sich unschwer die Resorptionszone erkennen, mud im histologischen Bild erweist sich diese Resorptionszone als bindegewebig ausgekleidete 1:[Shle. Viel zitiert und meist falsch interpretiert wird die Druckwirkung arteriel- ler Aneurysmen auf den angrenzenden Knochen. Diese dynamischen Druc1~l~r£fte weehselnder Intensit~t ffihren ohne jeden Zweifel zur Kno- chenresorption. Dieses Ph~nomen diirfte aber nieht auf die Drucl~l~r~fte an sich, sondern auf die den Knochen treffende mechanische Unruhe zuriickzuffihren sein.

Wie reagiert nun der Knochen auf statische Druckkr~fte ? Der Knoehen hat eine gewisse Elastizit~t und eine wenn auch sehr

geringe Kompressibilit~t. Jeder statische Drnck wird diese elastischen Elemente deformieren und in diesem Zustande fixieren. Wie lange bleibt ein solcher auf den Knochen wirkender Drnck erhalten ? Wie verh~It es sieh, wenn der Druck auf Knochenenden wirkt, die nach einer Fraktur oder nach einer Osteotomie wieder in Apposition gebraeht sind ?

K~OMFECR-E~ (1937) nn Tierexperiment und CI~A~I~LEY (1953) am Menschen haben festgestellt, dal3 unter Druek vereinigte spongiSse Knochenpartien aulBerordentlich sehnell knSchern zusammenwachsen. Unglfieklicherweise ist es unmSglich, bei solchen Versuchen die Faktoren Stabilit~t einerseits und Druck andererseits auseinanderzuhalten. Wann

25 Langenbecks Arch. klin. Chir., Bd. 319 (Kongrel3bericht)

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immer man die Kompression zwisehen zwei l~ragmenten erhfht , ver - bessert sich die Stabilitat. Eine beschletmigte knScherne Vereinigung zwisehen den Knoehenenden kann deshalb sehr wohl dureh die erhShte Stabflit~t der Frakturzone herbeigeffihrt sein, ohne dab der Druck eine spezifisehe Rolle spielt. Das gleiche grit fiir pseudarthrotisehe Knochen- enden. Somit lassen die Versuche am spongifsen lind aueh am pseudar- throtisehen Knoehen lediglieh den SchluB zu, dab selbst betr£ehtHche Druckspannungen unter diesen Bedingungen nicht zur Resorption ffihren.

Wie reagiert die normale Diaphyse, d .h . normale Cortiealis osteo- tomierter oder frakturierter Knoehen auf den Druek ? Hier besteht im- mer noch eine grebe Kontroverse, sagt doeh WATSOn-JoNES noeh 1952, dab Druek zur Resorption fiihren mfisse.

So einfaeh die Fragestellung erseheinen mag, so ist die Beantwor tung doch auBerordenthch sehwierig, da kontinuierliehe Druekmessungen a m lebenden Knochen methodiseh sehr sehwierig sind. Meine Mitarbei ter P ] ~ v . x und HUGGL~,I~ haben in jahrelanger Arbeit eine Mel3platte ent- wickelt, die dank sorgfi~ltiger Berfieksichtiglmg yon Tempera tur u n d Biegungs-Kompensation einmal gesetzte Druekkrgfte am I4_noehen fiber Wochen bis Monate verfolgen lassen. Das wesentliche Ergebnis dieser Versuehe besteht darin, dab ein sehr langsamer Druckabfall zu beobachten ist. Nur zu Beginn tr i t t dank der FlieBeigensehaften des Knochens ein etwas rascherer Abfall des urspriinglieh applizierten Druekes auf. Bei unbelasteter Extremit~t ist beispielsweise naeh drei Monaten der ursprfingHehe Druck auf die H~lfte abgesunken.

Wie sind diese Druekkurven zu erkl~ren ? Ein Plat tendruck yon ca. 150--200 kg bedingt eine Verlangerung der Plat te um wenige Mil~ron. Das bedeutet, dab eine Resorption an den Knochenenden im Ausmal~ eines halben Erythrocytendurehmessers den Druek auf Null absinken lieBe. Die Versuche lassen also den SchluB zu, dab eine Resorption an den Kaoehenenden unter stabflen Verhaltnissen nioht auftritt .

Untersueht man den unter Kompression vereinigten Knoehen, so sieht man einen zunehmenden Haversschen Umbau, wobei der zum Tefi nekrotisehe Knoehen graduell ausgehShlt und durch neuen Knoehen ersetzt wird. Dieser Haverssche Umbau bedeutet aber nichts anderes als eine Abnahme der Cortiealisdicke. Elemente, die ursprfinglich unter Druek gesetzt waren, fallen weg und damit ist die CortieaHs einer lang- sam sehw~eher werdenden Feder zu vergleiehen. Der neu aufgebaute Knoehen ist natiirlich nieht mehr unter Spannung gesetzt, so dab bei Ausheflung resp. vollst~ndigem Ersatz der Druek auf Null abfallen muB.

Der Haverssehe Umbau ist nicht so zu denken, dal~ die Blutversor- gung der Haversschen Kan~le lediglieh yon den physiologischen Arteriae nutritiae hers tammt. Blutgef~Be aus der Umgebung dringen sehr raseh gegen den Knochen vor. Diese Beobaehtung ents tammt den sehSnen

Funktionelle Anpass~mg des Knochens 387

angiographischen Untersuchungen yon R}~n~LA~D~ und auch yon G O ~ - ~ . Wichtig an diesen angiographischen Untersuchtmgen ist (lie Erkenntnis, dab es nieht die periostalen Gef~Be sind, welehe ffir diese Hyper£mie des Knoehens sorgen, sondern die periossgren, meist aus der Musk~datur stammenden Gef&Bnetze.

Die Spongiosierung der Corticalis stellt ein bisher wenig bekanntes oder besser gesagt, wenig gewfirdigtes Ph~nomen dar. Sie ist die Grund- lage der direkten Versehmelzung genau vereinigter Knoehenenden, d. h. der sogenannten ,,primgren Knoehenheilung" (ScHE~-K, 1964). Sie ersetzt den toten, zur Trggerfunktion aber noch roll bef~higten Knoehen. Damit entf£11t das Dogma der unvermeidliehen Resorption an den Knoehen- enden. Resorption an den Fragmentenden wird immer dann auftreten, wenn zwisehen den Knoehenenden ein zellreiches Granulationsgewebe auftritt, das toten I<noehen resorbieren kann. Der Knoehenabbau wird um so ausgeprggter, je grSBer die meehanisehe Uuruhe zwisehen den Knoehenenden ist.

Die Spongiosierung hat aber aueh ihre sehr problematische Seite, die nirgends so stark hervortritt wie beim Femur. Dieser Knoehen ist ge- waltigen Hebelkrgften ausgesetzt. Es leuehtet ein, dab eine starke Spongiosierung der Cortiealis eine Sehw&ehung des Knoehens bedeutet. Diese Sehw~chung wird unter normalen Verh£1tnissen bei Frakturen dutch die Callusmasse einigermaBen wettgemaeht, und der langsame Ab- bau des Callusknochens erfolgt in dem Mal3e, wie die Struktur der Corti- calis der normalen Belastung wieder gewachsen ist. Induziert man mit Hilfe der Osteosynthese eine sogenannte ,,prim~re Knoehenheflung", so entfgllt der Anreiz zu Callusbfldung weitgehend. Die Spongiosierung des Knochens tritt trotzdem ein. Es ist somit ohne weiteres klar, alas bei Entfernung der inneren oder gu~eren Schienung (Marknagel oder Platte) dann leicht eine Refraktur auftreten kann, wenn die Corticalis noeh nieht die volle Ausreifung erreieht hat. Es kommt hinzu, dal3 die innere oder ~ul]ere Schienung einen wesentlichen Tell der mechanisehen Beanspru- ehungen des Knochens auffgngt und somit den physiologischen Reiz zur Normalisierung der Corticalisstruktur vermindert. Darum ist es gerade beim Femur auSerordentlieh wiehtig, das Osteosynthesematerial lange genug zu belassen. Die Erfahrung bestgtigt, dab trotz verm~nderter physiologischer Beanspruehung die Cortiealis sieh im Laufe der Zeit doch normalisiert. Das starre System der Doppelplatten ist allerdings in dieser Riehtung besonders langsam. Aus diesem Grunde sollten Doppel- platten am l%mur niemals gleichzeitig entfernt werden. Sobald nut noeh eine Platte dem Femur anliegt, teflen sieh die Biegekr~fte dem Knoehen wesentlich besser mit, und es erfolgt in nfitzlieher Frist die ,,Ausreifung" der Corticalis. Diese einfachen Uberlegungen und Beobachtungen zeigen aber, daB,wenn immer mSglich, an diesem Knochen im mittleren Dia-

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388 M. A_~nGSw~a~:

physenbereich dem Marknagel der Vorzug zu geben ist oder allenfalls einer Platte, die, mit SchHtzlSchern versehen, den physiologisehen Biege- reizen des Knochens naeh anf~nglicher Stabilit£t wenig Widerstand ent- gegensetzt.

Es karm somit gesagt werden, daI3 auch bei der normalen Diaphyse die Bedeutung yon Druck trod Stabilit~t nicht gesondert betraehtet werden kSnnen, soweit es sieh um in ihrer Kontinuit~t getrenn~e Dia- physenanteile handelt.

Eine Analyse der Druek- resp. Zugwirkungen in reiner Form hat BASSV, TT (1964) in der Gewebekultur versucht. Setzte er eine Osteoblasten- ktfltur unter st~ndigen Zug, so t ra t keine 0ssifikation auf, wohl aber wenn er der Kultur Gelegenheit gab, sieh selber mater Druek zu setzen. In den dem Gewebedruck ausgesetzten zentralen Partien soleher Kul- turen t ra t Knorpel- und Osteoidbfldung auf.

Ein faszinierendes Experiment in bezug auf Wirkung des Druekes auf den Knoehen bedeuten die seit vielen Jahrzehnten iiblichen Extensionen. Extensionsdr~hte bedeuten pro Fl£eheneinheit eine ungeheure Druck- wirkung an tier Auflagestelle. Sie werden, sofern sic lange genug Hegen, yon der Natur meistens re_it einer Sklerosezone des Knochens beantwor- tet. Sofern nieht Infektion oder Bewegung eine lokale Osteolyse auslSsen, ffihr~ auch hier der Druek zu Knochenaufbau. Aus den verschiedenen angeffihrten Versuchen und Beobaehttmgen l~Bt sich folgern, dab Druck- wirkungen auf den Knoehen in der GrSl3enordnmag yon 100--200 kg pro cm ~ sieher nieht zu Resorptionserseheinmagen, sondern eher zu Knochen- aufbau ffihren. Dies grit aber nur unter der Bedingung, dab es sieh um einen statisehen Druek handelt.

3. Fremdkiirper

Einen tmphysiologischen Reiz bedeutet zweffellos die Anwesenheit eines Fremdk6rpers im Knochen. Dabei ist einerseits die biochemische und andererseits die biomechanische Konstellation soleher Fremd- kSrper zu beaehten. Die Biochemie der KnocherLfremdkSrper stellt ein weites Gebiet ffir sich selbst dar und ist entscheidend fiir die Fragen der Korrosion. AL~f sic kann im Rahmen dieses Referates nicht eingegangen werden. Es sei lediglich festgestellt, da~ die chemische Entzfindung als Folge der Korrosion bis zu klinisch manffesten Symptomen geht, da~ je- doch die eigentliche Knochenheilung dadurch selten beeintrachtigt ist. Erst wenn sieh der ~ui]ere FremdkSrper mit dem inneren, d. h. mit der Knochennekrose paart, kommt es zur verz6gerten Heilung.

Von wesentlich gr58erer Bedeutung fiir NfitzHchkeit oder Schiidlich- keit eines ~remdkSrpers als bioehemisehe Konstellation ist seine bio- mechamsche Beziehung zum Knoehen. Dies wird sehr sch6n dargelegt am Beispiel versehiedener Knochenschrauben. Wohl die Mehrzahl der

~Funktionelle Anpassung des Knochens 389

verwendeten Knoehensehrauben sind oder waren frfiher selbstsehneidende Schrauben. Zum guten Tefl sind sic aus sehr edlem Material hergestellt, um m6gliehst gewebevertr/~glich zu sein. Es war aber immer wieder iiber- rasehend, wie sehleehten Sitz diese Schrauben einige Woehen oder Mo- nate sp i te r a~ffwiesen, so dab sic, wie LA~Gw (1967) seinerzeit bemerkte , geradezu mit der Pinzette zu entfernen waren. Die histologischen Unter- suchungen yon WAGN~g (1962, 1963) zeigen, dab solehe selbstsehneiden- den Sehrauben naeh einigen Woehen nicht mehr in einem kn6ehernen, sondern in einem bindegewebigen Kanal steeken und deshalb nu t noeh sparlichen Hal t finden. Temperaturmessungen an solehen Sehrauben wahrend des Einbringens lassen feststellen, dab sic sieh infolge der gro- Ben Reibung stark erhitzen mid damit den Knochen in der Umgeb~mg abtSten. Eine gleiehe kistologisehe Beobaehtung wurde kiirzlieh auch yon OT.~ggD (1967) in Sehweden mitgeteilt. Ganz anders aber verhal t sieh die Sehraube, deren Sitz dureh entspreehende seharfe Gewinde- schneider vorgesehnitten ist. t t ier kommt es nieht z~tr Resorption, son- dern die dem Metall anliegenden Knoehenit/~chen sind vital bis zurn un- mittelbaren Kontak t kin. Geht die Sehraube dureh spongi6ses Gebiet hindureh, so bildet sieh neuer Knochen entspreehend den Druekbelastun- gen des Sehraubengewindes. Der Sitz der Sehraube wird dadurch noeh vers t i rkt .

Es mag angezeigt sein, nieht nut auf die Bioehemie und Biomeehanik des FremdkSrpers hinzuweisen, sondern darauf, dab auch der Operateur biomechanJsche Fehler machen karm, indem er mit den an sieh n/itzliehen Fremdk6rpern seh~dliehe Seherkrafte sehaff~. Ein Beispiel davon sei kurz illustriert.

4. Reaktion des Knochens auf fehlerhafte Gelenkstellungen Fehlstellungen sind besonders bedeutsam an den belasteten Gelenken.

Dies ist wohl nirgends so ausgesproehen wie am oberen Spnmggelenk. WILLV, Nr, GGW~ (1964) konnte zeigen, dab kleinste Rotations- und Aehsen- fehler die belastete Fliehe des oberen Sprunggelenkes massiv reduzieren und es dadurch in diesen fiberlasteten Gelenkanteilen zu einer mechani- schen Uberbeanspruehung kommt. Wiederum handelt es sich bier nieht um statische, sondern um dynamisehe Druekkr~fte, die am Werk sind.

Die NachuntersuehLmg zahlreicher traumatisierter Sprunggelenke 1/iBt feststeHen, dab posttraumatische Arthrosen immer ihre anatomisehe Erkl~rung finden und dab keine mystischen Mechanismen am W e r k e sind. Sehwerste ZerstSrungen des Sprunggelenkes fiihren auch nach Jah- ten nieht zur Arthrose, wenn die anatomische Wiederherstellung gelingt. Sogenannte banale Verletzungen kSnnen demgegeniiber zu Gelenkzer- st6rungen fiihren, wenn sic unphysiologisehe Belastungsspitzen einzelner Gelenkabsctmitte zur Folge haben. Der Knochen antwortet mit entspre-

390 Yr. AI~GSWER: Funktionelle Anpasszmg des Knochens

ehenden Sklerosezonen. Eine Rf iekbi ldung der Knochensklerose is t mSg- lieh, wenn die Feh ls te l lung kor r ig ie r t wird.

Nich t die Frage , ob ope ra t iv oder konse rva t iv vorgegangen wurde , en t sche ide t fiber die E n t s t e h u n g einer p o s t t r a u m a t i s c h e n Sp~ta r th rose , sondern ledigl ich die Frage , ob die Behand lung wieder no rma le Belas tungs- verh~l tnisse herbefffihrte.

Lassen Sie reich schlieBen mi t ein p a a r W o r t e n zum Begriff der Bio- mechanik . Oft hSr t m a n den Ausspruch, W~md- und insbesondere F r a k - turhef lung sei ke in mechanisches, sondern ein biologisches P rob lem. Dieser Gegensatz i s t kfinstl ieh, s tel len doch mecharfische K r a f t e die wolff wesent l ichs ten fo rma t iven Reize ffir den , ,Bios" dar . SAcHsv, (1957) h a t vor zehn J a h r e n besonders sehSn d a r a u f hingewiesen. Der A u s d r u c k B iomechan ik s te l l t somi t n ieht einen Wider sp ruch in sich selbst dar , sondern sol l te die Grundha l tung kennzeichnen, mi t welcher wi t uns d e m lebenden K n o c h e n n~hern.

LRera tur A ~ G S w ~ , M. : Langenbecks Arch. ~:lin. Chit. 808, 423 (1964). - - IV[. E. M ~ ] ~ , R. SCH~.~K u. H. W~Z~EN]~GGra~: Langenbecks Arch. l~]in. Chit.

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Ungel6ste Probleme der Chirurgie. Stuttgart: G. Thieme 1964=.

Priisident: Ich danke Ihnen sehr, Herr ALLOOWV.~. -- Es war fOx reich sehr verloekend, dutch diese hervorragend eingespielte Arbeitsgemeinschaft einmal l~iorphologie, Chemie trod Physik zu Worte kommen zu lassen. Es hat sieh gelohnt, und ich mSchte noch einmal allen drei P~eferenten herzlieh danken.

61. Zum L/ingenwachstum langer Rghrenknochen in Abh~ingigkeit yon Krankheitsbildern

mit unterschiedlichen DurchblutungsgrSSen F. N ~ x ~ - D f i s s e l d o r f (a. G.)

L~ngenunterschiede der Extremititen, in Sonderheit ihrer langen RShrenlrnochen, sind -- abgesehen einmal yon rein kongenitalen ICrank- heitsbildern mit hypoplastisehen Formen auf der einen, I~iesenwachs- formen auf der anderen Seite -- seit langem ursgehlieh mit untersehied- lichen Gefil3versorgungen der Knochen, genauer gesagt : mit umschriebe- nen Mehr- oder MJnderdurehblutungen in Zusammenhang gebracht worden. W. M~z~v.~ braehte diese offensiehtlich zu Recht bestehende Armahme in seiner 1924 ersehienenen Monographie fiber ,,Die normale mad pathologische Physiologie des Knochens" noch mit den Worten zum Ausdruek: ,,Mangelhafte Blutzufuhr maeht Atrophie, arterielle oder venSse Hypergmie machen Hyperplasie." Die Bedeutung hormo- neller, nervaler oder anderer Faktoren sollte damit durchaus nicht zu- rfiekgesetzt werden.

Mag die Abhgngigkeit des Knoehenwachstums yon der Durehblutung bei Betraehtung der speziellen Gefil3versorgung bis heute noch nieht vollends abgekl/~r$ sein, so steht doch fest, dab z. B. hyperimisehe tuber- kul6se oder osteomyeHtisehe Prozesse in Epiphysennghe 6fters ffir ver- st/~rktes L/~ngenwaehstum bei gugendliehen verantwortlieh zu maehen sind. Verl~ngerungen yon einigen Zentimetern werden erfahrungs- gem~B vor allem bei rezidivierenden ehronisehen Osteomyelitiden ge- maeht. Bei epiphysennahen Knoehentraumen wird die begleitende Hyper/imie im Verlauf der Reparation gleiehermaBen Ms Ursache einer Wachstumssteigerung angesehen. Ob umgekehrt die beobaehtete Knoehenverktirzung sowohl bei entzfindliehen Ms aueh bei traumati- schen Ver/~nderungen in jedem Falle darauf zurfickzuffihren ist, dab