Knöcherne Defektsituationen der Schulter

Der primäre Glenoiddefekt kann das gesamte Glenoid betreffen, zeigt aber je nach zugrunde liegender Pathologie typische Verbrauchsmuster. Der postero-inferiore und postero-superiore Defekt ist der am häufigsten anzutreffende Defekt. Walch et al. haben 1998 eine Klassifikation des primären Glenoiddefekts anhand von axialen CT-Schichten zweidimensional vorgenommen (Walch et al. 1999). Diese weit verbreitete Klassifikation ist 2016 um zwei weitere Typen (B3 und D) aktualisiert worden (Abb. 2) (Bercik et al. 2016). Der A-Defekt ist durch eine reine Medialisierung ohne Dezentrierung charakterisiert, wohingegen die B-Defekte durch eine posteriore Dezentrierung des Humeruskopfes gekennzeichnet sind, mit korrespondierend posterior dezentriertem Glenoiddefekt. Der B2-Defekt ist definiert als bikonkaves Glenoid und der B3-Defekt als monokonkaves Glenoid mit einer Retroversion von ≥ 15° und ≥ 70 % posteriorer Dezentrierung. Die physiologische Glenoid-Version beträgt 5,7° ± 5,1° Retroversion (Frankle et al. 2009). Der C-Typ ist als anlagebedingte Versionsfehlstellung (> 25° Retroversion) ohne erworbene knöcherne Arrosion definiert. Die Definition des D-Defektes ist sehr weit gefasst mit einer beliebigen Anteversion der Pfanne oder mit einer anterioren humeralen Subluxation von < 40 %.

Auch wenn die Klassifikation von Walch nur auf axialen 2D-CT-Schichten basiert, liefert sie aufgrund der großen Datengrundlage der französischen Multicenterstudien eine gute Entscheidungsgrundlage für die Prognose, Implantatwahl und das operative Vorgehen.

Die Walch-Klassifikation beschränkt sich aufgrund der Analyse in der axialen Schnittebene auf anteriore und posteriore Defekte, beinhaltet jedoch keine Information zu kranialen und inferioren Glenoiddefekten. Zu diesem Zweck haben Huguet und Favard (Huguet et al. 2001) eine Defekteinteilung in koronarer Ebene (E1–E3) beschrieben, die von Levigne et al. 2008 um den Typ E4 erweitert wurde (Levigne et al. 2008) (Abb. 3). Auch diese Klassifikation erfolgte an der 2D-CT und gibt nur Auskunft über die Defektgröße in der koronaren Ebene. Häufig liegen jedoch insbesondere bei der Rotatorenmanschetten-Defektarthropathie keine konzentrischen sondern exzentrische postero-superiore Defekte vor, die erst in einer 3D-Darstellung visualisiert werden können. Die Bestimmung der superioren Inklination des Glenoides ist bei den E3-Defekten wichtig, da sich Glenoide mit einer anlagebedingten Erhöhung der superioren Inklination nur durch den intakten Gelenkknorpel von E3-Defekten unterscheiden. Die Bestimmung der Inklination am a.-p.-Röntgen oder der CT wurde ursprünglich von Maurer et al. mit einem Normalwert von 75° beschrieben (Maurer et al. 2012). Der beta-Winkel wird von der Skleroselinie des Bodens der Fossa supraspinata und der Glenoidebene eingeschlossen. Legt man eine Messung an der reformatierten CT zugrunde, ist jedoch ein Normwert von 85° anzunehmen. Die superiore Inklination entspricht dem Komplementärwinkel zum Lot auf den beta-Winkel mit einer Neigung der Glenoidfläche von 5° bzw. bei einer etwas unterschiedlichen Messtechnik 7,5° ± 5,6° (Frankle et al. 2009) (Abb. 4).

Eine an der 3D-CT (VRT, Volume Rendering Technique) vorgenommene Glenoiddefekteinteilung bei Defektarthropathien stammt von Frankle (Frankle et al. 2009). Er unterteilt orientierend in normales Glenoid sowie posteriore, superiore, globale und anteriore Defekte. Die Berücksichtigung der Inklination, insbesondere bei der Implantation von inversen Prothesen, beeinflusst deren funktionelles Ergebnis, deren Lockerungsraten und vor allem das inferiore Notching (Mizuno et al. 2013).

Das Ausmaß der Medialisierung der Gelenklinie auf dem Boden eines Glenoiddefektes ist ein wesentlicher Parameter der bei der Rekonstruktion berücksichtigt werden muss. Eine systematisierte Einteilung des Medialisierungsgrades existiert jedoch nicht. Orientierend kann die Medialisierung an der AP-Röntgenaufnahme abgeschätzt werden durch die Markierung der lateralen und medialen Korakoidbasis. Genauer erfolgt die Beurteilung der Medialisierung in der 3D-CT (VRT) anhand der Normwerte des Abstandes der Korakoidbasis zur Glenoidebene (C-G-Distanz 2,0 ± 2,4 mm) und des Abstandes der Akromionbasis zur Glenoidebene (A-G-Distanz 21,2 ± 2,4 mm) (Frankle et al. 2009) (Abb. 5).

Die stetig zunehmende Anzahl von implantierten Schulterprothesen hat unweigerlich auch zu einer steigenden absoluten Zahl von Revisionseingriffen geführt. Ein häufiger Revisionsgrund ist das Glenoid.

Flache Polyethylen-Kiel-Glenoide zeigen nach 5 Jahren eine Überlebensrate von 98–99 %, nach 10 Jahren von etwa 95 % und nach 15 Jahren von etwa 80–90 %. Radiologische Lockerungszeichen sind nach 15 Jahren mit gut 65 % sehr viel häufiger als die Revisionsraten mit etwa 10 % (Fox et al. 2009; Young et al. 2011). Konvexe Polyethylen-Kiel-Glenoide zeigten zunächst bessere Überlebensraten mit 99,7 % nach 5 Jahren und 98,3 % nach 10 Jahren, wobei radiologische Lockerungszeichen bei knapp 20 % nach 10 Jahren beschrieben sind (Walch et al. 2011). Diesen Unterschied zwischen den verschiedenen Designs hatte sich im Langzeitverlauf allerdings nicht mehr bestätiget. In Abgrenzung zu zementierten PE-Glenoiden weisen Metal-backed-Glenoide ebenfalls bereits mittelfristig signifikant höhere Komplikationsraten auf, wenn auch aufgrund anderer Mechanismen: erhöhte Steifigkeit des Metallträgers mit vermehrtem PE-Abrieb, Metallose bei Metall-Metall-Kontakt und Überspannung der Weichteile aufgrund der Bauhöhe („overstuffing“) (Boileau et al. 2002; Montoya et al. 2012; Stone et al. 1999; Taunton et al. 2008). Unabhängig davon, ob zementierte PE-Glenoide oder Metal-backed-Glenoide explantiert werden müssen, entsteht regelhaft ein substanzieller glenoidaler Knochenverlust im Rahmen der Revisionsoperation.

Der durch eine gelockerte glenoidale Komponente entstandene Glenoiddefekt betrifft meist den gesamten zentralen Bereich mit einer Medialisierung und ausgedünnter, z. T. unterbrochener Glenoidwand. Bei Implantatausbrüchen, insbesondere von Metal-backed-Basisplatten, kommt es regelhaft zusätzlich zur Zerstörung der Glenoidwand und der zentralen Verankerung.

Antuna et al. haben Glenoiddefekte bei gelockerten Glenoidprothesen nach der Ausdehnung in zentral, peripher und kombiniert und nach dem Schweregrad in mild, moderat und schwer eingeteilt (Abb. 6) (Antuna et al. 2001).

Williams und Iannoti haben versucht für primäre und sekundäre Glenoiddefekte eine allgemein gültige Einteilung einzuführen. Sie reduzieren das Glenoid auf drei für den Wiederaufbau wichtige Komponenten. Den subchondralen Knochen (S), den Glenoidrand (R) und den Glenoidkelch (V). Je nach Defekt werden die drei Komponenten mit plus oder minus beziffert und ergeben einen „Glenoidcode“ (Williams und Iannotti 2007).

Gohlke et al. haben eine Klassifikation etabliert, die die vorhandene Substanz des gesamten Glenoidkelches hinsichtlich der möglichen Fixierung einer zementfreien Basisplatte und daraus resultierender Therapieempfehlung berücksichtigt (Abb. 7) (Gohlke et al. 2017).

Grundsätzlich unterscheiden alle Klassifikationen abgestützte (contained) und nichtabgestützte (uncontained) Glenoiddefekte. Dieses Kriterium – „abgestützter oder nicht abgestützter Glenoiddefekt“ – ist für die knöcherne sowie metallische Rekonstruktion im Weiteren von entscheidender Bedeutung.

Als bildgebende präoperative Diagnostik von glenoidalen Defektsituationen ist neben der Standardröntgenuntersuchung in zwei Ebenen (a.-p.- und axiale Aufnahme) eine CT-Diagnostik der gesamten Skapula erforderlich. In der Primärsituation kann neben der knöchernen Bildgebung auch eine MRT-Darstellung zur Beurteilung der Atrophie und fettigen Infiltration der Rotatorenmanschette hilfreich sein, obwohl die Einteilung der fettigen Infiltration nach Goutallier primär am CT-Befund erhoben wurde.

Die knöcherne Darstellung von primären Defekten mit 2D- und 3D-Rekonstruktionen in hochauflösenden 1 mm CT-Schichten gelingt sehr gut und es können detailreiche VRT´s (Cinematic Volume Rendering Technique) angefertigt werden, die über ein Matching mit der gesunden Gegenseite oder einer skalierten Norm-Skapula eine Defektvolumenbestimmung ermöglichen und dann eine sehr zielgenaue Platzierung von Pegs und Schrauben über PSI-Schablonen sowie knöcherne Defektrekonstruktion erleichtern (Abb. 8).

Die CT-Diagnostik in der Revisionssituation mit einliegender Prothese oder Implantaten nach Frakturversorgung gestaltet sich aufgrund der Metallartefakte deutlich schwieriger. Eine Unterdrückung der Metallartefakte durch Lagerung der Schulter in Abduktion und/oder Dual-Energy-Technik ermöglicht eine gewisse Reduktion von Artefakten und damit bessere Bildqualität.

Mittlerweile bieten die meisten Prothesenhersteller eine Planungssoftware an, die eine detaillierte Planung und virtuelle Implantation mit unterschiedlichen Komponenten und Defektaugmentationen erlaubt. Gerade in der primären Situation ist somit eine sehr genaue Planung möglich, wodurch schon vor der OP die erforderlichen Implantatgrößen herausgesucht werden können.

Auf der Grundlage der präoperativen Planung wird von manchen Firmen auch eine Patienten-spezifische Instrumentation (PSI) für die Positionierung des glenoidalen Führungsdrahtes angeboten. Es wird dann anhand der Planung eine Bohrschablone angefertigt, um den glenoidalen Führungsdraht zu platzieren (Abb. 8). Die Arbeitsgruppe um Iannotti hat in einer prospektiven Studie einen signifikanten Vorteil der PSI für die Positionierung der Glenoidkomponente, insbesondere bei ausgeprägten primären hinteren Glenoiddefekten nachgewiesen (Hendel et al. 2012; Iannotti et al. 2014).

Eine stabile glenoidale Verankerung ist das Ziel aller Techniken zur Glenoiddefektrekonstruktion. Grundsätzlich gibt es drei technische Vorgehensweisen einer glenoidalen Defektrekonstruktion bzw. Wiederherstellung einer neutralen Glenoidebene:

Exzentrisches Fräsen findet nur noch bei kleinen primären postero-inferioren Defekten Anwendung. Die Neufräsung unter Korrektur der Version führt unweigerlich zu einer Medialisierung, Verkleinerung der Glenoidfläche und Entfernung der subchondralen Grenzlamelle. Eine Korrektur der Version ist hierdurch bis maximal 15° möglich (Clavert et al. 2007). Bei Korrektur von größeren Retroversionsfehlstellungen kommt es zu anterioren Peg-Penetrationen, zu Zementaustritt, inhomogenem Zementmantel und sekundären Zementbrüchen (Sears et al. 2012). Wird nur eine Teilkorrektur durchgeführt mit einer verbleibenden Retroversion von mehr als 10° ist eine erhöhte Belastung des Zement-/Knochen-Interface und frühzeitiger Lockerung zu erwarten (Farron et al. 2006; Hopkins et al. 2004). Die Kombination eines knöchernen Defektaufbaus mit einem zementierten PE-Glenoid hat in der Literatur aufgrund von frühzeitiger Lockerungen eine hohe Rate an Fehlschlägen gezeigt (Hill und Norris 2001). Die vorhandene posteriore Dezentrierung in der primären Situation kann bei der anatomischen Endoprothese trotz anfänglich erreichter Rezentrierung durch die Korrektur der Version wiederkehren. Die anatomische Versorgung hat somit nur einen limitierten Stellenwert in der Rekonstruktion chronisch dezentrierter Glenoidpathologien (Gohlke und Werner 2017).

Die inverse Prothese hingegen ermöglicht durch ihren festen Drehpunkt sowohl eine Korrektur der posterioren Dezentrierung als auch biomechanisch günstige Voraussetzung durch das Metal-backed-Design der Basisplatten für die Einheilung eines knöchernen glenoidalen Aufbaus.

Voraussetzung für eine stabile glenoidale Fixation der Basisplatte ist eine Dreipunktfixation über einen zentralen Peg oder eine zentrale Schraube und zwei periphere Schrauben in inferiorer und superiorer Position. Diese Dreipunktfixation wird von den meisten verfügbaren inversen Systemen sehr erfolgreich verwendet (Abb. 9). Anschaulich kann das als sog. 3-Säulen-Konzept der Glenoidrekonstruktion dargestellt werden (Gohlke et al. 2017; Abb. 10).

Insbesondere bei der Rekonstruktion von knöchernen Defekten sollte diese Dreipunktfixation erreicht werden, um eine ausreichende Primärstabilität zu gewährleisten. Als Primärstabilität wird in der Rekonstruktion die Stabilität bezeichnet, die intraoperativ allein über das Implantat und verwendeten Auto- oder Allograft erreicht wird, noch ohne knöcherne Einheilung. Die sekundäre Stabilität ist dann erreicht, wenn der knöcherne Aufbau und der zentrale Zapfen ossär integriert sind. In Abhängigkeit vom verwendeten System wird die Primärstabilität bis zu 80 % über die kaudale und kraniale Schraube erreicht und nur zu 20 % über den zentralen Peg (Konigshausen et al. 2015). Bezüglich dieser Verhältnisse gibt es jedoch erhebliche Unterschiede, je nach Designmerkmalen der Pegs in den verschiedenen Systemen. Erst nach knöcherner Integration des Pegs wird die sekundäre Stabilität, welche für die Langzeitstabilität entscheidend ist, erreicht. Hierfür wird als Voraussetzung angenommen, dass der zentrale Peg mindestens etwa 1/3 der Peg-Gesamtlänge oder 10 mm (Konigshausen et al. 2015; Werner et al. 2014) in der originären Skapula verankert werden sollte. Gelingt es nicht den zentralen Peg hinreichend stabil in der originären Skapula zu verankern, sind frühzeitige Lockerung und Basisplattenausrisse häufig die Folge. Die knöcherne Auflagefläche der Basisplatte sollte mindestens 40–50 % der Rückseitenfläche betragen (Formaini et al. 2015; Werner et al. 2014). Die meisten Systeme verwenden kaudale und kraniale Schrauben, die sekundär winkelstabil fixiert werden (Formaini et al. 2017). Es gibt auch Systeme, die keine winkelstabilen Schrauben verwenden (z. B. Lima SMR), bei denen dann das Design des zentralen Pegs wesentlich zur Primärstabilität beitragen muss. Bezüglich der inferioren und kranialen Schrauben weisen vergleichende Untersuchungen auf eine Überlegenheit der winkelstabilen Schrauben bezüglich der Primärstabilität hin (Formaini et al. 2017).

Bei einem intakten Glenoid wird die Basisplatte an der Glenoid-Centerline ausgerichtet. Die Glenoid-Centerline liegt rechtwinklig zur Glenoidebene. Die Verankerungsstecke beträgt im Mittel etwa 25 mm bis es zu einer ventralen Perforation der Skapulakortikalis kommt. Bei glenoidalen Defektsituationen kann es hilfreich sein, die Basisplatte an der Spine-Centerline (Friedman´s Line) auszurichten. Durch eine Anteversion der Basisplatte um ca. 5° ist eine Peg-Fixation in der Spine-Centerline mit einer längeren Verankerungsstrecke möglich (Abb. 11).

Es ergeben sich somit folgende Anforderungen an die Basisplatte in der Revisionsendoprothetik:

Der Vorteil einer knöchernen Rekonstruktion besteht darin, dass bei einer ossären Integration des transplantierten Knochens eine Wiederherstellung der originären oder einer bewusst lateralisierten, glenoidalen Gelenklinie möglich ist. Es werden biomechanische Verhältnisse erreicht wie bei einer primären Basisplattenimplantation mit Platzierung des Rotationszentrums auf Glenoidniveau und zwar in der Ebene zwischen Knochen und Implantat. Bei metallisch augmentierten Implantaten oder individuell angefertigten Glenoidersatzimplantaten kommt es hingegen immer zu einer Erhöhung des Hebelarmes bezogen auf das Verhältnis des Rotationszentrums der Glenosphäre zum Knochenimplantat-Interface. Hierdurch ist die Belastung der Verankerung bei metallisch augmentierten Basisplatten oder auch lateralisierten Glenosphären um ein Vielfaches erhöht (Abb. 12).

Der Fixationsmodus von Basisplatte und autologem oder allogenem Knochen zur Defektrekonstruktion hat zum einen das Ziel einer hohen Primärstabiliät, damit auch größere Defekte einzeitig rekonstruiert werden können. Zum anderen soll ein vitales Knochenlager geschaffen werden, das eine sekundäre knöcherne Einheilung gewährleistet. Ein wenig angefrischtes und schräges Knochenbett kann zu ausbleibender Einheilung und Nekrose des transplantierten Knochens führen. Eine suffiziente Präparation gewährleistet eine bessere Durchblutung und stabile mediale Abstützung für die knöcherne Augmentation. Die mediale Abstützung erleichtert die Fixierung und reduziert Scherkräfte zugunsten von Kompressionskräften (Abb. 13).

Für den autologen Knochenaufbau kann bei primären Defekten oftmals der Humeruskopf verwendet werden. Allerdings ist die Stabilität des Humeruskopfes je nach Knochenqualität nicht immer ausreichend für einen stabilen Aufbau. In der Revisionssituation steht der Humeruskopf nicht zur Verfügung. In diesen Fällen muss für einen autologen Aufbau Knochen vom vorderen Beckenkamm gewonnen werden, wobei auch hier die individuelle Qualität häufig der limitierende Faktor ist.

Der autologe Knochenaufbau ist grundsätzlich die biologisch hochwertigste Option. Eindeutig nachteilig ist die Entnahmemorbidität am Beckenkamm. Bei schlanken Patienten oder sehr großen trikortikalen Spänen empfiehlt es sich, über den Defekt am Beckenkamm eine Plattenosteosynthese zu legen. Es wird dadurch die Kontur wiederhergestellt und einer Fraktur der Darmbeinschaufel entgegengewirkt.

Die Transfixation des Beckenkammknochens in der Glenoidrevision wurde erstmals von Norris 2007 publiziert (Norris und Kelly 2007) und von Boileau als BIO-RSA im Rahmen der primären inversen Prothetik popularisiert (Boileau et al. 2011). Die transfixierende Technik kommt immer dann zum Einsatz, wenn ein medialisierter Defekt vorliegt und eine Lateralisation der präoperativen Gelenklinie angestrebt wird.

Im Weiteren werden die einzelnen Techniken je nach Defektsituation dargestellt.

Nicht immer steht ein autologer Knochen für eine knöcherne Glenoidrekonstruktion zur Verfügung. Beim älteren Patienten ist der Humeruskopf in der Primärsituation als auch der Beckenkamm häufig so osteoporotisch verändert, dass keine ausreichende Stabilität für den Aufbau erzielt werden kann. In diesen Fällen ist auf einen homologen Knochen zurückzugreifen, um einen knöchernen Aufbau zu erreichen. Steht eine eigene Knochenbank nicht zur Verfügung, werden unterschiedlich strukturierte Allografts vom Hüftkopf, Tibiakopf oder proximalen Humerus angeboten. Ein wesentlicher Vorteil der Allografts ist die freie Größenauswahl und dadurch optimale Präparation. Allografts können nach Aufbereitung deutlich stabiler und steifer werden, weshalb neben biologischen Gründen manche Chirurgen tiefgefrorene Transplantate aus einer Organbank bevorzugen. Die Aufbereitung kann zwar die Präparation erleichtern, jedoch bei der Implantation mit Schraubenfixation gerade am kortikalen Knochen zu Brüchen führen. Dies ist neben der Transplantatwahl auch dadurch zu vermeiden, dass die Bohrungen für Schrauben oder Pegs der Basisplatte leicht überdimensioniert gesetzt werden (Abb. 18). Wenn Allografts verwendet werden, gelten die gleichen Prinzipien der Basisplattenfixation und insbesondere der Präparation des Knochenlagers wie beim Autograft. Es muss ein vitales Knochenlager hergestellt werden, damit eine Einheilung überhaupt möglich ist. Die Einheilungsraten von Allografts im Bereich des Glenoids werden in der Literatur sehr unterschiedlich angegeben. Es werden einerseits Resorptionsraten von bis zu 50 % und wiederum Einheilungsraten zwischen 75 % und 100 % angegeben (Ernstbrunner et al. 2017; Hill und Norris 2001; Iannotti und Frangiamore 2012; Lopiz et al. 2017). Wesentlicher Faktor scheint hier neben der biologischen Wertigkeit auch die Technik der Fixation zu sein. Eigene Erfahrungen haben gezeigt, dass Allografts, die in das biomechanische Gesamtkonstrukt einbezogen werden und durch eine mediale Abstützung Last übernehmen, eine bessere Einheilungsrate zumindest mittelfristig aufweisen. Scalise et al. fanden in einer retrospektiven Arbeit mit Allograftrekonstruktionen, dass es insbesondere bei großvolumigen strukturierten Transplantaten, die nicht medial ausreichend abgestützt waren, zu einer vermehrten Resorption kam (Scalise und Iannotti 2008). Wagner et al. hingegen fanden keine Unterschiede zwischen Allografts und Autografts bezüglich der Revisionsrate nach 2 und 5 Jahren (Wagner et al. 2015). Leider werden in den zitierten Arbeiten die Defekte hinsichtlich Größe und Lage nicht näher beschrieben. Fanden bei ausgedehnten, medialisierten Glenoiddefekten, die bei Wechseloperationen überwiegend mit femoralen Allografts versorgt wurden, immerhin eine Lockerung von 29 % innerhalb der ersten 12 Monate trotz gleichzeitiger Applikation von BMP. Davon waren jedoch ausschließlich die überwiegend aus kortikalem Knochen bestehenden femoralen Allografts betroffen.

Neben der knöchernen Rekonstruktion von Glenoiddefekten gibt es die Option, Defekte durch das Implantat auszugleichen. Dies gilt insbesondere für die primäre Situation mit posterioren Defekten. Die ersten keilförmigen „wedged“ PE-Glenoide führten jedoch zu hohen Lockerungsraten und wurden wieder verlassen (Cil et al. 2014; Rice et al. 2008). Auch der Versuch, über gestufte „stepped“ PE-Glenoide die mediale Abstützung zu verbessern konnte sich in der primären Endoprothetik nicht durchsetzen (Stephens et al. 2017). Erfolgsversprechende Ansätze von metallisch augmentierten Basisplatten sind erst bei der inversen Prothese möglich geworden. Hier werden von Firmen unterschiedliche Konfigurationen mit Half oder Full Wedge und zusätzlicher Lateralisation angeboten (Abb. 9b). Für augmentierte Half- oder Full-Wedge-Basisplatten gibt es vorgegebene Winkel, die präoperativ geplant werden können. Intraoperativ bedeutet dies, dass durch eine Off-Axis-Fräsung entsprechend der Gradzahl des verwendeten Implantates ein Umsetzen des Führungsdrahts zwischen Off-Axis-Fräsung und zentraler Bohrung des Zapfens erfolgen muss (Abb. 19). Durch eine Off-Axis-Fräsung des Glenoids wird gegenüber der exzentrischen Fräsung der glenoidale Knochenverlust reduziert (Allred et al. 2016). In einer ersten Vergleichsstudie von knöchern und metallisch augmentierten Glenoiddefekten haben Jones et al. gezeigt, dass es keine funktionellen Unterschiede zwischen den Gruppen gab, jedoch eine höhere Komplikationsrate und häufigeres Notching in der knöchern augmentierten Gruppe zu finden war (Jones et al. 2015).

Eine metallische Lateralisation kann auf zwei Arten erfolgen: über eine lateralisierte Glenosphäre oder über eine augmentierte Basisplatte. Lateralisierte Glenosphären gibt es zwischen 2 und 6 mm Lateralisation des Drehzentrums und lateralisierte Basisplatten zwischen 3 und 6 mm. Durch die metallische Lateralisation verändern sich die auf die Basisplattenverankerung wirkenden Kräfte. Es kommt zu einer Lateralisation des Drehzentrums aus der Glenoidebene, wodurch ein ungünstiger Hebelarm auf die Basisplatte entsteht (Abb. 12). Dies war mit ein Grund für das Ausreißen der ersten lateralisierten Glenosphären. Mit der Einführung von Trabecular Metal (TM) zur Lateralisation der Basisplatte reagieren Firmen auf die erhöhte mechanische Belastung und versuchen durch eine verbesserte knöcherne Integration der Augmentation den Hebelarm zu kompensieren und sich den biomechanischen Eigenschaften der BIO-RSA-Technik anzunähern (Abb. 9b).

Bei Defekten die weit medialisiert sind und deren knöchernes Lager zu schwach für eine Verankerung erscheint, werden von Firmen Sonderimplantate bereitgestellt, die über 3D-CT-Planung und anschließendem 3D-Druck einen metallischen Ersatz erlauben (Abb. 20). Diese glenoidalen Großimplantate können bis zu einem kompletten Skapulaersatz reichen. Auch wenn durch neue 3D-Drucktechniken in der Formgebung grundsätzlich keine Grenzen bestehen, handelt es sich bei der Patientenversorgung solch ausgeprägter Defekte immer um eine Individuallösung mit hohen Komplikationsraten und nicht vorhersagbarem, funktionellem Outcome. Diese sind daher, auch im Hinblick auf die Rückzugsmöglichkeiten, mit Zurückhaltung zu bewerten.

Eine knöcherne Rekonstruktion mit Wiederherstellung der Lateralisation, korrekter Inklination und Version ist das primäre Ziel der Rekonstruktion. Unter Berücksichtigung der Biomechanik am Glenoid ist in den meisten Situationen (Knochendefekt Typ 1–4) heute eine ausreichende Primärstabilität der Rekonstruktion mit einzeitiger Prothesenimplantation möglich. Ein zweizeitiges Vorgehen wird nur durchgeführt, wenn keine stabile Basisplattenfixation erreicht wird oder eine ausreichende Verankerung in dem nativen Knochenlager der Skapula (Knochendefekt Typ 4–5) nicht möglich ist. Als Transplantat wird von den Autoren der autologe Knochen vom Beckenkamm, oder falls vorhanden vom resezierten Humeruskopf, bevorzugt. Steht kein ausreichendes autologes Knochentransplantat zur Verfügung, können auch Allografts, die in der Größe frei präpariert werden können, verwendet werden. Das Transplantatlager sollte mit Fräsen angefrischt werden.

Für die Verankerung der Basisplatte gilt:

Die Transplantatfixation erfolgt, wenn möglich, in der Transfixationstechnik nach Norris bei allen medialisierten Defekten. Bei peripheren und medialisierten Defekten mit nur einer stabilen Glenoidwand wird mittels keilförmigem oder planem Knochenblock (Step-Cut-Technik) ein Aufbau auf dem Niveau der ursprünglichen Gelenkfläche angestrebt. Die Notwendigkeit für die Verwendung augmentierter oder individueller Implantate wird so auf ein Minimum reduziert.

Drei Fixationssituationen des Schaftes können vorliegen: zementfrei metaphysär/epiphysär, zementiert metadiaphysär und zementfrei vorwiegend diaphysär. Eine Schaftentfernung sollte über einen deltoideopektoralen Zugang erfolgen, auch wenn primär ein lateraler Zugang gewählt wurde. Der deltoideopektorale Zugang hat als Revisionszugang den Vorteil der Erweiterungsmöglichkeit nach distal bis zum Ellenbogen und nach proximal zum Akromion und zur Spina scapulae. Bei der Schaftpräparation bzw. Darstellung des Schaftes mit Luxation der Prothese ist auf ein ausreichendes Weichteilrelease zu achten, da es sonst bei forcierter Außenrotation und Adduktion oder beim Ausschlagen der Prothese zu einer intraoperativen Schaftfraktur kommen kann.

Zur Beurteilung der humeralen Defektgröße und vor allem der Defektlänge in Bezug auf die Armlänge ist mindestens eine skalierte Röntgenaufnahme in a.-p.-Projektion des gesamten Humerus der betroffenen und der Gegenseite erforderlich. Über die Humeruslänge der Gegenseite kann auch in der Revisionssituation die humerale Defektlänge bestimmt werden. Genauer ist die CT mit Rekonstruktion in der Ebene beider Schäfte. Für eine intraoperative Überprüfung kann die präoperative Messung der Armlänge im Vergleich zur Gegenseite mit einem Maßband hilfreich sein. Die intraoperative Beurteilung der Muskelspannung der Beuger am Korakoid und der übrigen Weichteile nach Reposition gibt nur dann weiteren Aufschluss, wenn präoperativ keine Kontrakturen vorlagen. Es ist daher gerade nach mehrfachen Revisionen oder einem prothesenfreien Intervall zu empfehlen, dass die Weichteile intraoperativ mit einem Probe-Inlay im endgradigen Bewegungsumfang für einige Minuten gedehnt werden. Die endgültige Weichteilspannung stellt sich erst nach einigen Minuten unabhängig vom Relaxationszustand oder Narkosetiefe des Patienten ein und die definitive Inlayhöhe ist erst dann festzulegen. Die Weichteilkontraktur kann bei über einen längeren Zeitraum luxierten inversen Prothesen so ausgeprägt sein, dass selbst nach einem ausgedehnten Weichteilrelease die Reposition mit dem primär implantierten Schaft in der anatomisch korrekten Länge nicht möglich ist. Erst durch einen Umbau mit geringerer Höhe gelingt die Reposition. Die Dehnung über einige Minuten führt dann oft zu einer deutlichen Verlängerung der kontrakten Weichteile, wodurch die Prothesenlänge neu angepasst werden muss. Nicht selten wird dann die definitive Prothesenlänge sogar länger als die initial nicht reponiblen Probeimplantate.

Probleme humeraler Defekte erschienen lange Zeit gelöst durch die Einführung von überbrückenden Langschaftprothesen. Gerade in der posttraumatischen Situation mit Verlust der Tuberkula oder nach Tumorresektion kann es jedoch bei deren Verwendung über größere Defektstrecken zu neuen Problemen kommen: Der Prothesenschaft kann ohne knöcherne oder weichteilige Führung frei stehen, wodurch jedoch die distale Verankerung auf einer relativ zur Schaftlänge kurzen Strecke erhebliche Drehmomente in die Verankerung einleiten. Dies führt einerseits zu einer erhöhten mechanischen Belastung der Schaftverankerung bei oftmals ohnehin präexistent geschwächter distaler Knochensubstanz und andererseits zu einer Verringerung der Stabilität durch die fehlende Weichteilführung. Die Weichteilführung am proximalen Humerus wird durch die Sehnen und Muskelansätze, aber auch von der metaphysären Auslenkung des Deltamuskels, dem sog. Wrapping Angle beeinflusst (Abb. 25a).

Der Wrapping Angle hängt wesentlich von drei Stellgrößen ab:

Das Fallbeispiel (Abb. 25b) zeigt exemplarisch die Verwendung eines Allografts nach fast vollständigem Verlust der gesamten proximalen Humerushälfte.

Durch proximale Humerus-Allografts soll die Weichteilführung mit einer Erhöhung der Gelenkkompressionskräfte verbessert werden, zudem kommt es bestenfalls zu einer Anheilung der umgebenden Muskulatur. Durch das Allograft kann auch das auf die Humerusverankerung einwirkende Drehmoment reduziert und somit das Risiko einer Lockerung von Langschaftprothesen gesenkt werden (Cuff et al. 2011; Levy et al. 2007). In der posttraumatischen Situation wirkt sich der metaphysäre Defekt insbesondere durch den Verlust des Teres minor ungünstig auf die postoperative Funktion aus (Greiner et al. 2014).

Chacon et al. beschrieben 2009 die Step-Cut-Technik der Allograftfixation bei humeralem Knochendefekt unter der Bezeichnung Allograft-Prosthesis-Composite (APC) (Chacon et al. 2009; Sanchez-Sotelo et al. 2017). Je nach Allograftgröße wird zwischen einem metaphysären und diaphysären Allograft unterschieden. Bei einem metaphysären Allograft ist die Subskapularisrefixation – falls noch vorhanden – möglich, bei einem diaphysären Allograft muss hingegen der Deltaansatz refixiert werden. Der Deltaansatz beginnt ca. 6 cm unter dem Tuberculum majus und verläuft über eine Strecke von 5–7 cm (Morgan et al. 2006; Rispoli et al. 2009). Neue Ansätze der APC-Technik werden in Verbindung mit Standardschäften oder Kurzschaftprothesen gesehen. Hier ist das Ziel der proximale allogene Knochenaufbau ohne überbrückende Langschaftprothese. Der Anschluss des Allografts mit zementierter Kurzschaftprothese wird über eine Osteosynthese und Spongiosaplastik erzielt (Abb. 25c). Erste Ergebnisse zeigen hier eine hohe Einheilungsrate.

Die Frage ab welcher humeralen Defektgröße ein Allograft verwendet werden sollte, wird kontrovers diskutiert. Boileau empfiehlt ab 5 cm Defektlänge ein Allograft zu verwenden (Boileau 2016). Unter 5 cm und bei älteren Patienten kann alternativ zu einem großvolumigen Rekonstruktionsschaft ein Zementkragen um die Prothese das fehlende metaphysäre Volumen auffüllen (Boileau 2016).

Auch wenn die biomechanischen Daten zur Rotationsstabilität von Schaftprothesen einen Vorteil der knöchernen dia- und metaphysären Allograftrekonstruktion nahelegen, zeigen sich die klinischen und funktionellen sowie radiologischen Ergebnisse mit und ohne dia- bzw. metaphysären Allografts bis zu einer Länge von ca. 4–5 cm Defektstrecke gleich (Budge et al. 2013; Stephens et al. 2015). Daher steht den nicht abschließend belegten Vorteilen eines metaphysären Allografts das nicht zu vernachlässigende hohe Infektrisiko gegenüber sowie die in Deutschland geringe Verfügbarkeit von Allografts. Das Infektrisiko kann durch eine Auswaschung und Entfernung des Knochenmarkes sowie die Einlage des Allograft in eine Antibiotikalösung vor Implantation entscheidend reduziert werden.

Wenn kein Allograft für die Rekonstruktion eines knöchernen diaphysären Defektes zur Verfügung steht und der Ersatz über eine Langschaftprothese erfolgen soll, kann auf eine großvolumige proximale Humerusersatzprothese zurückgegriffen werden. Die Problematik von langstreckig frei stehenden Prothesen kann zumindest teilweise in der Praxis zunächst recht gut über einen Anbindungsschlauch gelöst werden, der glenoidal fixiert wird und wie ein Strumpf über die Prothese gezogen wird. Die Weichteilrefixation erfolgt dann über den an der Prothese fixierten Anbindungsschlauch (Abb. 26). Das Luxationsrisiko wird durch die bessere Weichteilanbindung am Schaft und durch die Fixation des Schlauches am Glenoid reduziert. Bei anatomischer Versorgung kommt es im Verlauf in dieser Situation aufgrund des kompletten Verlusts der Rotatorenmanschette regelhaft zu einer Kranialisierung des Kopfes im Anbindungsschlauch (Abb. 26b). Sind noch knöcherne Muskelansätze vorhanden, können diese an der Prothese befestigt werden und mit Spongiosa-Straßen und oder Strut Grafts an den knöchernen Rest-Humerus angeschlossen werden. Ein Nachteil der Anbindungsschläuche liegt außer in der Gefahr einer späteren Ablösung vom Implantat auch in der erhöhten Infektanfälligkeit, sodass man die Anwendung streng indizieren sollte. Spätere Revisionen können durch das Einwachsen der Weichteile insbesondere in der Nähe des Gefäß-Nerven-Bündels erhebliche Probleme aufwerfen.

Immer dann, wenn die Stabilität oder die Verankerungslänge im proximalen Humerus nicht mehr ausreichend erscheint, sollte auf eine Langschaftprothese zurückgegriffen werden. Eine genaue Definition ab welcher humeralen Defektlänge eine Langschaftprothese verwendet werden soll existiert nicht. Genauso gibt es keine genaue Definition über welche Strecke ein Schaft humeral verankert sein muss, um eine ausreichende Stabilität zu erzielen. Um im biomechanischen Modell eine ausreichende Stabilität zu erzielen, sollte der sog. Bypass-Index nach Spross bei 1,7 liegen. Dies entspricht einer Schaftverankerungslänge von mindestens 2x Diaphysendurchmesser (Spross et al. 2013). Die auf eine Langschaftprothese wirkenden Kräfte setzten sich vorwiegend aus Rotations- und Angulationskräften zusammen. Die Angulationskräfte stehen in einem proportionalen Verhältnis zur Schaftlänge. Die Rotationskräfte sind unabhängig von der Schaftlänge.

Langschaftprothesen können entweder zementiert oder zementfrei verankert werden. Die zementierte Fixierung erzielt sofort einen formschlüssigen Kontakt. Die Stabilität des Konstruktes ist abhängig vom Interface zwischen Knochen, Zement und Implantat. Das Zement-Knochen-Interface wird wesentlich von der vorhanden Knochenqualität und der Verankerungsstrecke sowie der Zementiertechnik beeinflusst. Eine wesentliche Einflussgröße ist die Prothesenoberfläche. Ein runder und polierter Schaft hat eine geringere Rotationsstabilität und ist daher unter diesem Gesichtspunkt weniger geeignet. Je kürzer die verbleibende humerale Verankerungsstrecke wird, umso mehr beeinflusst die gekrümmte knöcherne Geometrie des distalen Humerus die Verankerungsmöglichkeit. Bei zementierten Schäften gelten daher als kürzeste verbleibende Verankerungsstrecke 2–3 Diaphysendurchmesser (Gohlke und Werner 2017; Spross et al. 2013).

Die zementfreie Verankerung von Langschaftprothesen erfolgt über eine Press-fit-Verankerung. Die initiale Rotationsstabilität von zementfreien Schäften wird über die Schaftgeometrie (Lamellierung, eckige Geometrie, Sternprofil) und manchmal über eine zusätzliche distale Verriegelungsoption erzielt. Erst nach Einwachsen des Knochens wird die endgültige Stabilität des zementfreien Schaftes erreicht. Bei zementfreien Schäften kann man sich in der Sondersituation die distale Humeruskrümmung zur Rotationssicherung zunutze machen. Da solche modulare Revisionssysteme im Gegensatz zur Hüftendoprothetik noch nicht standardmäßig zur Verfügung stehen, bedarf es der Anfertigung eines Sonderimplantates zu diesem Zweck. Eine Alternative zur distalen Verriegelung können geführte Cerclagen darstellen (Werner et al. 2017). Darüber hinaus gibt es den Ansatz, die Problematik der Rotationsstabilität über einen zusätzlichen extrakortikalen Kragen zu adressieren (Jacobson et al. 2015).

Ist die knöcherne diaphysäre Führung für eine Schaftverankerung nicht ausreichend, kann über Strut Grafts eine extramedulläre Schienung erfolgen (Abb. 27). Ist der diaphysäre Durchmesser durch eine Schaftlockerung erweitert oder die Kortikalis sehr ausgedünnt, kann über die Technik des intramedullären Impaction Grafting, wie es in der Hüftendoprothetik Anwendung findet, eine intramedulläre Auffüllung mit komprimierter Fremdspongiosa erfolgen, um ein neues Knochenbett für die Schaftzementierung zu schaffen.

Als letzte Rekonstruktionsmöglichkeit steht der subtotale oder gar totale Humerusersatz mit angekoppelter Ellenbogenprothese zur Verfügung, der jedoch aufgrund hoher Komplikationsraten, insbesondere der Infektanfälligkeit absoluten Ausnahmesituationen vorbehalten bleiben sollte.

Je nach Indikation können grundsätzlich zwei Zugänge für den totalen Humerusersatz gewählt werden. Entweder über einen rein anterioren Zugang mit Präparation der gesamten neurovaskulären Strukturen im distalen Humerusbereich von anterior oder über zwei Inzisionen, zunächst proximal deltopektoral und dann streckseitig über dem Ellenbogen (Abb. 28a). Je nach Indikation und vorliegender Defektsituation kann die Humeruslänge über das Resektat oder die Gegenseite bestimmt werden. Als erstes erfolgt die Implantation der ulnaren Ellenbogenkomponente. Bei jungen Patienten kann eine zementfreie Fixation der ulnaren Komponente bevorzugt werden. Der Humerus wird dann von distal modular entsprechend des verwendeten Prothesensystems aufgebaut. Bei einer inversen Versorgung muss die glenoidale Komponente vor dem humeralen Aufbau implantiert werden. Bei der Verwendung eines Anbindungsschlauchs für die Weichteilfixation muss der inverse Schaftanteil entkoppelt vom distalen Ellenbogenanteil in den Anbindungsschlauch eingeschoben werden und dann erst mit dem distalen Ellenbogenanteil gekoppelt werden (Abb. 28a). Die häufigste Komplikation des totalen Humerusersatzes ist neben dem Infekt die Instabilität und ulnare Prothesenlockerung. Bei insgesamt reduzierter Funktion, insbesondere der Schulter, erreichen die Patienten jedoch eine stabile Unterarmführung und Handfunktion (Wafa et al. 2015). Noch vorhandene, wenn auch oft erheblich ausgedünnte und fragmentierte Reste des Schaftes sind bei Wechseloperationen mit der Durchsteck-Technik zur besseren Weichteilführung zu erhalten (Abb. 28b).

Die humerale Rekonstruktion sollte an die Ansprüche und das Alter des Patienten angepasst werden. Prinzipiell sollte wann immer möglich eine zementfreie Fixation angestrebt werden, da das Knochenlager in der Regel für eine dauerhaft stabile zementierte Fixation in der Revisionssituation mit größeren humeralen Substanzdefekten nicht mehr geeignet ist. Für epi-/metaphysäre Defekte (humeral Typ 1–2) kann man dabei auf Standardimplantate zurückgreifen.

Für langstreckige Defekte (humeral Typ 3–4) sollten wenn möglich zementfreie Langschäfte zur Anwendung kommen. Die Verwendung zementierter Langschäfte in der Revision ist im Vergleich zu zementfreien Langschäften mit einem erhöhten Risiko erneuter Schaftlockerungen und periprothetischer Frakturen assoziiert. In selektierten Fällen, insbesondere mit höherer Instabilitätsgefahr, kann ein strukturelles humerales Allograft in Erwägung gezogen werden, um damit gleichzeitig die Langzeitstabilität und Weichteilführung zu verbessern.

Bei ausgeprägten diaphysären Knochendefekten (Typ 4–5) ist eine intramedulläre Fixierung nur dann möglich, wenn distal des Defekts noch eine Länge von mindestens 2–3 Diaphysenbreiten vorhanden ist. Wegen der distalen Krümmung des Markraumes bedarf es bei zementfreier Verankerung einer Biegung der Spitze und/oder der suprakondylären Verriegelung.

Großvolumige Tumorimplantate haben den Nachteil, dass nur mit Anbindungsschläuchen die besonders für inverse Implantate wichtige Weichteilfixierung möglich ist. Anatomische Tumorendoprothesen haben in der Regel sehr unbefriedigende funktionelle Ergebnisse, weshalb diese heutzutage nur bei irreparabler Glenoiddestruktion oder durch Tumorresektion bedingten Verlust des Deltamuskels oder des N. axillaris eine Berechtigung haben.

Bei einem insuffizienten diaphysären Knochenlager kann die Abstützung mittels Strut Allografts oder der Aufbau mittels intramedullärer Impaction-Graft-Technik versucht werden, um den totalen Humerusersatz mit angekoppelter Ellenbogenprothese zu vermeiden.