Rekonstruktive Extremitätenchirurgie — Ilisarow-Methode

Alle modernen Operationen zur Verlängerung von Gliedmaßen weltweit beruhen auf Ilisarows Entdeckung „Die allgemeine biologische Eigenschaft von Geweben, auf Dehnung mit Wachstum und Regeneration zu reagieren — der Ilisarow-Effekt“ (1973). Das bedeutet: Werden Gewebe allmählich und mit einer bestimmten Geschwindigkeit gedehnt, bildet sich neues, identisches Gewebe (es regeneriert).

Die Technik der Verlängerung ist einfach. Nach der Osteotomie und dem Anlegen des Fixateurs werden die Knochenfragmente allmählich auseinandergezogen, indem der Abstand zwischen dem proximalen und dem distalen Ring über die verbindenden Gewindestangen vergrößert wird.

Zahlreiche experimentelle und klinische Studien haben eine optimale Distraktionsgeschwindigkeit von 1 mm pro Tag ermittelt. Je gleichmäßiger die Distraktion, desto kürzer die Phase der Regeneratbildung und desto kürzer die Behandlung.

In der Praxis führen die Patienten die Distraktion selbst durch, indem sie den Abstand zwischen den Ringen an den Stangen vergrößern. Die Muttern werden alle 6 Stunden um 90° gedreht. Die Steigung des M6-Gewindes an den Stangen des Ilisarow-Fixateurs beträgt 1 mm; eine volle Umdrehung um 360° pro Tag entspricht also 1 mm Verlängerung. Die Distraktion beginnt 5–7 Tage nach der Osteotomie.

Die gesamte Behandlungszeit im Fixateur besteht aus der Distraktions- und der Fixationsphase. Während der Distraktion vergrößert sich der Abstand zwischen den Fragmenten und das Segment wird länger. Während der Fixation reift das Regenerat und verbindet die Knochenfragmente schließlich fest miteinander.

Die Behandlung dauert lange. Ihre ungefähre Dauer lässt sich mit folgender Formel berechnen:

Eine Verlängerung des Schienbeins um 5 cm dauert also im Durchschnitt 7,5 Monate. Diese Zeitangaben sind allerdings sehr ungefähr; die Behandlungsdauer lässt sich nicht in jedem Einzelfall vorhersagen.

Wichtig ist: Die Reserven des Körpers haben Grenzen. Eine Gliedmaße um große Beträge zu verlängern ist gefährlich. Wir sind es gewohnt, die Verlängerung in absoluten Längeneinheiten, in Zentimetern, anzugeben; genauer ist jedoch die relative Verlängerung — der Prozentsatz der ursprünglichen Länge. Die optimale Verlängerung beträgt höchstens 10–15 % der ursprünglichen Segmentlänge. Ist das Schienbein zum Beispiel 35 cm lang, sind 53 mm Verlängerung (15 % von 35 cm) vertretbar.

Zwei Hauptfaktoren begrenzen die Verlängerung:

• das Regenerat bildet sich nicht (es löst sich auf und nimmt eine Sanduhrform an);
• die Sehnen widersetzen sich der Verlängerung.

Die wichtigste Empfehlung lautet daher: Seien Sie nicht gierig und versuchen Sie nicht, eine Gliedmaße um einen großen Betrag zu verlängern. Das führt zu ernsten Komplikationen (lange Behandlungszeiten, Kontrakturen und Subluxationen der Gelenke). Besser ist es, die Verlängerung auf 10–15 % der ursprünglichen Länge zu begrenzen.

Ist eine erhebliche Verlängerung erforderlich, geschieht dies am besten in mehreren Etappen. Ist ein Bein zum Beispiel um 10 cm verkürzt, kann es zweimal um 5 cm verlängert werden, mit einer Erholungsphase zwischen den beiden Operationen.

In der rekonstruktiven Chirurgie der unteren Extremitäten wird die Verlängerung in zwei Fällen eingesetzt:

• zum Ausgleich einer Beinlängendifferenz (Verlängerung des verkürzten Beins);
• zur Steigerung der Körpergröße bei bestimmten Erkrankungen (zum Beispiel Achondroplasie) oder auf Wunsch des Patienten. In diesen Fällen werden in der Regel beide Beine gleichzeitig verlängert.

Der während der Distraktion und der anschließenden Fixation gebildete Knochen ist tatsächlich körpereigener Knochen des Patienten. Einige Jahre nach der Operation ist die Stelle der Osteotomie und Verlängerung auf Röntgenbildern praktisch nicht mehr zu finden. Der Knochen ist dort so fest wie vor der Operation.

Verlängerungsbehandlungen — Operation und postoperative Phase eingeschlossen — erfordern eine verantwortungsvolle und ernsthafte Haltung des Patienten. Regelmäßiger Kontakt mit dem behandelnden Arzt ist unerlässlich.

Die Einzelheiten der bevorstehenden Behandlung, die Aussichten und die Prognose für das gewünschte Ergebnis werden in der Beratung mit Professor Aleksandr Artemev besprochen.

Ist die Beinachse in Varus oder Valgus verschoben, trägt ein Kniegelenkanteil fast die gesamte Last, und der Knorpel auf dieser Seite nutzt sich rasch ab. Eine Korrekturosteotomie am Ober- oder Unterschenkel stellt die mechanische Achse wieder her und verteilt die Last neu: Der geschädigte Gelenkanteil wird um etwa 70 % entlastet, der Schmerz nimmt ab und der erhaltene Knorpel bekommt die Chance, sich zu erholen.

Die Osteotomie gilt als Goldstandard bei Kniearthrose Grad 1 bis 3 bei Patienten zwischen 15 und 70 Jahren — rechtzeitig durchgeführt, schiebt sie bei vielen Patienten die Knieprothese hinaus oder macht sie ganz überflüssig. Grundlage der Diagnostik ist eine Ganzbein-Röntgenaufnahme im Stehen, die das Ausmaß der Deformität, den betroffenen Gelenkanteil und die optimale Höhe der Osteotomie zeigt.

Gegenüber der Plattenfixation ermöglicht der Ilisarow-Fixateur, beide Beine gleichzeitig zu operieren, die Achse präzise und schrittweise einzustellen — auch bei Deformitäten in mehreren Ebenen — und ab den ersten Tagen mit Belastung zu gehen. Bei Bedarf wird die Osteotomie in derselben Sitzung mit einer Kniearthroskopie kombiniert; eine leichte Verlängerung des Knochens stellt die Spannung der Seitenbänder wieder her und stabilisiert das Gelenk zusätzlich.

Echte O-Beine (Varusfehlstellung) erkennt man daran, dass sich die Knie bei geschlossenen Füßen nicht berühren und entlang der Innenkontur der Beine von der Leiste bis zu den Füßen ein Spalt bleibt. Davon zu unterscheiden ist die sogenannte falsche Krümmung, bei der die Knochen gerade sind und der Eindruck krummer Beine durch die Weichteilverteilung am Unterschenkel entsteht. In der Klassifikation von Prof. Artemev aus dem Jahr 2001 bestimmt genau diese Unterscheidung die Korrekturmethode. O-Beine sind mit Abstand der häufigste Grund für eine ästhetische Korrektur — 15- bis 20-mal häufiger als X-Beine.

Eine Abweichung der mechanischen Beinachse ist nicht nur ein ästhetisches Problem: Sie überlastet den inneren Kniegelenkanteil, der Knorpel nutzt sich schneller ab und eine Kniearthrose tritt früher auf. Die Korrektur wird deshalb möglichst bald nach Abschluss des Wachstums empfohlen. Mit Übungen, Massagen oder Hilfsmitteln lässt sich eine echte Krümmung nicht beheben — ein verformter Knochen kann nicht gerade gedehnt werden. Bei Kindern wird die Fehlstellung meist bis etwa zum 8. Lebensjahr beobachtet; ist eine Erkrankung die Ursache (zum Beispiel Morbus Blount), wird früher operiert, andernfalls wartet man den Schluss der Wachstumsfugen zwischen dem 14. und 18. Lebensjahr ab.

Die Korrektur erfolgt über eine Osteotomie durch einen etwa 5 mm kleinen Stich, meist am Unterschenkel, der technisch einfacher und sicherer ist als der Oberschenkel. Im Ilisarow-Fixateur wird der Knochen dann schrittweise in die richtige Achse gebracht; bei Bedarf werden gleichzeitig Rotation, seitliche Verschiebung des unteren Fragments (Medialisierung, die auf Wunsch des Patienten in etwa 60 % der Fälle hinzukommt), die Stellung des Wadenbeinköpfchens und die Beinlänge korrigiert — meist eine Verlängerung um 2 bis 4 cm für harmonischere Proportionen. Der Patient wirkt bei der Entscheidung über die endgültige Beinform mit, und der rund 900 g schwere Fixateur lässt sich unter weiter Kleidung verbergen.

Der Fixateur wird im Schnitt etwa drei Monate getragen; jeder Zentimeter Verlängerung verlängert die Tragezeit um rund einen Monat. In geeigneten Fällen sind auch sogenannte Express-Methoden möglich, bei denen der Fixateur mit einem Marknagel kombiniert wird; er wird dann deutlich kürzer getragen und die aktive Rehabilitation beginnt bereits nach zwei bis drei Wochen. Welche Methode am besten geeignet ist, wird in der Beratung anhand der Untersuchung und einer Ganzbein-Röntgenaufnahme im Stehen entschieden.

Echte X-Beine (Valgusfehlstellung) erkennt man am Abstand zwischen den Füßen, wenn die Knie im entspannten Stand geschlossen sind. Eine Achsabweichung bis 10–15° gilt als kosmetisches, über 15° als orthopädisches Problem. Diese Beinform ist ein ethnisches Merkmal und bei Europäern häufiger; eine operative Korrektur von X-Beinen wird 10- bis 15-mal seltener gewünscht als bei O-Beinen, Männer stellen sich zwei- bis dreimal häufiger vor als Frauen.

In Hosen wirken Beine mit leichter Fehlstellung gerade, bei ausgeprägter Fehlstellung sitzt die Kleidung dagegen schlecht — ein häufiger Anlass für den Arztbesuch. Die Valgusfehlstellung geht oft mit einer Unterentwicklung der Femurkondylen und Plattfüßen einher und kann mit den Jahren fortschreiten, weshalb eine möglichst frühe Korrektur empfohlen wird. Statische Deformitäten — X-Knie, Ballenzehen (Hallux valgus), Plattfuß — hängen mit der Entwicklung des Bindegewebes zusammen: Wird eine festgestellt, empfiehlt sich die Untersuchung auf die übrigen, und Kinder mit Verdacht auf eine Fehlstellung sollten mindestens einmal jährlich einem Orthopäden vorgestellt werden.

Das Prinzip der operativen Behandlung ist dasselbe wie bei O-Beinen, nur ist die Verschiebung in die entgegengesetzte Richtung gerichtet. Es stehen drei Varianten zur Verfügung: die klassische Korrektur im Ilisarow-Fixateur, die Express-Methode und die verbesserte Express-Methode mit Marknagelfixation, bei der die aktive Rehabilitation bereits etwa am 19. Tag nach der Operation beginnt. Gleichzeitig können die Beine für ein harmonischeres Erscheinungsbild verlängert werden. Korrigiert wird genau das verkrümmte Segment; die Korrektur am Unterschenkel ist technisch einfacher und verursacht weniger Komplikationen als Eingriffe am Oberschenkel.

Bei offenen und stark zertrümmerten Frakturen, Frakturen mit Weichteilschaden, Schuss- und infizierten Frakturen birgt das Einbringen von Platten oder Nägeln ein hohes Risiko für Infektion und Pseudarthrose. Der Ilisarow-Fixateur fixiert den Knochen mit dünnen Drähten abseits der Frakturstelle, ohne Fremdmaterial in der Wunde, sodass Weichteile und Wunden parallel zur Knochenheilung behandelt werden können.

Die Fragmente lassen sich im Fixateur auch nach der Operation präzise und schrittweise nachstellen, ohne erneut zu eröffnen — besonders wichtig bei komplexen gelenknahen Frakturen wie Sprunggelenk- und Pilonfrakturen, Ellenbogen- und Handgelenkfrakturen. Die Stabilität des Fixateurs erlaubt eine frühe Mobilisierung der Nachbargelenke und die Belastung des Beins, wodurch die Funktion erhalten bleibt und Kontrakturen vermieden werden.

Die Methode ist auch die Lösung für in Fehlstellung verheilte Frakturen: Der Knochen wird an der Stelle der Deformität erneut durchtrennt und im Fixateur schrittweise begradigt, eine etwaige Verkürzung wird ausgeglichen. Der Fixateur wird getragen, bis der Knochen vollständig verheilt ist — bei komplexen Unterschenkelfrakturen meist mehrere Monate —, und in der Endphase der Behandlung geht der Patient in der Regel ohne Krücken.

Osteomyelitis ist eine eitrige Knocheninfektion, die meist nach offenen Frakturen, nach Operationen mit Platten, Nägeln oder Gelenkprothesen sowie um die Drähte äußerer Fixateure entsteht. Bakterien sind eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung: Entscheidend sind der schlechte Zustand von Knochen und umgebenden Weichteilen — gestörte Durchblutung und Nekrosen nach schweren Verletzungen — sowie Fremdmaterial, an dem sich die Infektion hält. Antibiotika sind unverzichtbarer Teil der Behandlung, können eine chronische Knocheninfektion allein aber nicht heilen.

Grundlage der Behandlung ist die Chirurgie, und zwar in festgelegter Reihenfolge: Entfernung des Fremdmaterials, radikale Resektion von avitalem, infiziertem Knochen und Weichgewebe, dann Erreichen von Knochenheilung und Belastbarkeit des Segments und schließlich die Rekonstruktion — Wiederherstellung der Länge, Behandlung von Gelenkkontrakturen und Deckung von Weichteildefekten.

Die Ilisarow-Methode ist hierfür ideal, weil sie den Knochen ohne jedes Implantat im infizierten Bereich stabilisiert und den entstandenen Knochendefekt mit körpereigenem Knochen auffüllt — durch sogenannten Segmenttransport (bifokale Osteosynthese) oder durch akute Verkürzung mit anschließender Verlängerung. Bei Bedarf wird sie mit Vakuumtherapie der Wunden (VAC), einem antibiotikazementbeschichteten Marknagel oder der Verlagerung des Wadenbeins in den Schienbeindefekt (Fibula pro Tibia) kombiniert. Die Behandlung erfolgt in mehreren Etappen und dauert Monate, ermöglicht aber die dauerhafte Heilung auch jahrelanger Osteomyelitis unter Erhalt der Extremität.

Von verzögerter Heilung spricht man, wenn eine Fraktur nicht innerhalb der für diesen Knochen üblichen Zeit verheilt, von einer Pseudarthrose („Falschgelenk“), wenn sie auch nach der doppelten Zeit nicht verheilt ist. Eine Oberschenkelschaftfraktur heilt zum Beispiel meist in 3–4 Monaten; ist sie nach 8 Monaten nicht verheilt, hat sich eine Pseudarthrose gebildet. Ein besonderes Problem sind Knochendefekte nach Verletzungen, Operationen oder Tumoren, bei denen die Fragmente gar keinen Kontakt haben und eine Heilung ohne Operation unmöglich ist.

Man unterscheidet hypertrophe (straffe) Pseudarthrosen mit geringer Beweglichkeit und teilweise belastbarem Bein — bei ihnen genügt manchmal eine mehrmonatige stabile Fixation — und hypotrophe (bewegliche) Pseudarthrosen mit ausgeprägter Instabilität, die eine Operation an der Pseudarthrose selbst erfordern: Anfrischen der Knochenenden, fester Kontakt zwischen ihnen und zuverlässige Fixation.

Der Ilisarow-Fixateur leistet genau das: dosierte Kompression der Fragmente, die die Heilung fördert, wechselnde Kompression und Distraktion, die die Regeneration aktiviert, und zugleich die Korrektur der Deformität und den Ausgleich von Verkürzung oder Defekt mit körpereigenem Knochen. So wird der häufigste Fehler vermieden — die Transplantation von Knochen aus Becken oder Wadenbein, die oft nicht zur Heilung führt und das Risiko einer Infektion und noch größerer Defekte birgt. Das Ergebnis ist ein verheilter, belastbarer und korrekt ausgerichteter Knochen.