Verfasst von: Rudolf Ganger und Gabriel T. Mindler
Die kongenitale Pseudoarthrose der Tibia (CPT), oftmals in Assoziation mit Neurofibromatose (NF1), zeigt einen komplexen Verlauf und erfordert eine Therapie in spezialisierten Zentren. Varus- und Prokurvationsfehlstellung (anterolaterales Bowing) sind im ersten Lebensjahr zumeist bereits vorhanden, die manifeste Fraktur tritt im Verlauf in Erscheinung. Das verdickte Periost um das Pseudoarthrosenareal scheint eine kausale Rolle einzunehmen. Zusätzlich wurde eine erhöhte osteoklastische Aktivität beschrieben. Neben der manifesten Pseudoarthrose sind sekundäre Probleme wie Beinlängendifferenz und Fußfehlstellungen häufig. Eine primäre Orthesentherapie ist obligat. Als Therapie der Wahl zur Erreichung einer Fusion hat sich die Resektion des verdickten Periosts, das Anfrischen der Knochenenden von Tibia und Fibula, eine achsgerechte Einrichtung mit intramedullärer Stabilisierung, die Verwendung eines Periostlappens vom Beckenkamm um die Fusionsstelle, eine ausgedehnte Spongiosaanlagerung (entnommen vom Beckenkamm) mit dem Ziel einer Fusion zwischen Tibia und Fibula sowie Anlegung eines Ringfixateurs mit Fußeinschluss als erfolgsversprechend gezeigt. Das Wiederauftreten der Pseudoarthrose nach bereits erlangter Fusion stellt ein bekanntes Problem dar, eine längerfristige postoperative Orthesentherapie scheint zusätzlich hilfreich zu sein. Sollte nach multiplen Rezidivoperationen ein ausgedehnter Knochendefekt bestehen, ist der vaskularisierte kontralaterale Fibulatransfer eine weitere Therapieoption. Es gilt, eine Amputation der Extremität zu vermeiden.
Die kongenitale Tibiapseudarthrose („congenital pseudarthrosis of the tibia“, CPT) ist eine sehr seltene Erkrankung und stellt hohe Ansprüche an den Behandler. Während die Pseudoarthrose bei der Geburt zumeist noch nicht manifest ist, ist der weitere Verlauf sehr variabel und schwierig voraussehbar. Verschiedenste Behandlungsstrategien und Therapieprotokolle wurden in der Vergangenheit mit unterschiedlichen Ergebnissen präsentiert. Die Herausforderung besteht jedoch nicht nur im Erzielen der Fusion, sondern auch im Erhalt derselben im Verlauf der weiteren Lebensjahre.
Multiple Reoperationen bei Rezidiv der Pseudoarthrose kennzeichnen oft den Verlauf. Sekundäre Fehlstellungen der betroffenen Extremität verbunden mit Beinlängendifferenz, aber auch Fußfehlstellungen sind häufig zu beobachten.
Die Inzidenz der Erkrankung wird in der Literatur mit 1:190.000 Geburten angegeben (Hefti et al. 2000). Die Ätiologie der Erkrankung ist nicht bekannt, es besteht jedoch eine Assoziation mit Neurofibromatose (NF; siehe Kap. „Neurofibromatose“), die Häufigkeit einer Neurofibromatose bei CPT beträgt 40–55 % (Sofield 1971; Hardinge 1972; Hefti et al. 2000). Des Weiteren wurde eine Nähe zur fibrösen Dysplasie beschrieben (Aegerter 1950). Eine Übersichtsarbeit kommt zum Schluss, dass die Rate an NF1 bei Patienten mit CPT deutlich höher ist als bisher angegeben (Van Royen et al. 2016). Ein exakter multidisziplinärer Zugang zur Abklärung wird bei allen CPT-Patienten empfohlen.
Aufgrund der Seltenheit der CPT und der besonderen therapeutischen Herausforderung dieser Erkrankung wurde in multizentrischen Studien versucht, mit gesammelten Fallzahlen mehr Informationen über die Erkrankung und verschiedene Therapieformen zu erhalten. Im Jahr 2000 veröffentlichte die Europäische Gesellschaft für Kinderorthopädie (European Paediatric Orthopaedic Society, EPOS) mehrere Studien einer retrospektiven CPT-Multicenterstudie (Hefti et al. 2000; Ippolito et al. 2000; Grill et al. 2000; Keret et al. 2000; Romanus et al. 2000; Tudisco et al. 2000). Obgleich diese Studien nur einen kleinen Teil zum Verständnis der CPT beitragen konnten, stellt der multizentrische Zugang wohl die einzige Möglichkeit zur bestmöglichen Erforschung der CPT dar.
Anatomie und Pathophysiologie
Es zeigt sich zumeist schon bei der Geburt eine Varus- und Prokurvationsfehlstellung im Bereich des mittleren und unteren Drittels der Tibia (anterolaterales Bowing) (Abb. 1). Eine manifeste Pseudoarthrose bei Geburt ist nicht die Regel, kann sich jedoch in den nächsten Lebensjahren entwickeln.
Abb. 1
Röntgenaufnahme eines 14 Monate alten Mädchens im Ganzbeinzweibeinstand mit Präpseudoarthrose der Tibia und Fibula sowie Neurofibromatose 1. Die beginnende Beinlängendifferenz sowie der diaphysärer Achsknick sind bereits deutlich erkennbar (a). Der seitliche Strahlengang zeigt das Ausmaß der Prokurvatumfehlstellung (b). (Copyright R. Ganger, Orthopädisches Spital Speising)
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Die Pseudoarthrose kann auf unterschiedlicher Höhe des Unterschenkels auftreten, zumeist im distalen (Abb. 2) und mittleren (Abb. 3) diaphysären Bereich, nur sehr selten im proximalen Unterschenkel (Hefti et al. 2000).
Abb. 2
Distal lokalisierte Pseudoarthrose der Tibia und Fibula bei einem 3-jährigen Mädchen (ohne Neurofibromatose). Massiver Achsknick von nahezu 90 Grad in beiden Ebenen. (Copyright R. Ganger, Orthopädisches Spital Speising)
Abb. 3
Im mittleren bis distalen Schaftdrittel gelegene, langstreckige Pseudoarthrose eines 6-jährigen Mädchens mit Neurofibromatose 1. (Copyright R. Ganger, Orthopädisches Spital Speising)
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Hinsichtlich der Pathologie wurden in der Vergangenheit viele Theorien beschrieben. Das Vorhandensein eines verdickten Periosts um das Pseudoarthroseareal wurde beobachtet (Abb. 4). Das verdickte Periost umgibt Tibia und Fibula und führt durch Abnahme der Blutversorgung zu einer Knochenatrophie und in der Folge zur Pseudoarthrose (McElvenny 1949).
Abb. 4
Intraoperativer Situs nach Resektion der Pseudoarthrose. Das verdickte Periost ist im Übergang zum gesunden Knochen auch makroskopisch noch deutlich sichtbar (a). Das verdickte Periost wird zirkulär komplett reseziert (b). (Copyright R. Ganger, Orthopädisches Spital Speising)
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Da die Neurofibrome bei der NF aus den Schwann-Zellen hervorgehen und eine Assoziation von NF und CPT bekannt ist, erscheint die histologische Untersuchung des Periosts des Pseudoarthrosebereichs besonders interessant zu sein.
Ein zellreiches, fibromatoseartiges Gewebe wurde bereits in der EPOS-Studie beschrieben, wobei die histologische Untersuchung des Periosts keinen Unterschied der Proben von Patienten mit oder ohne NF1 zeigte (Ippolito et al. 2000). Auch konnten in diesen Untersuchungen keine Schwann-Zellen im verdickten Periost bei gleichzeitiger NF1 nachgewiesen werden (Briner und Yunis 1973).
Andere Untersuchungen fanden neuronenartige Zellen, die die periostalen Blutgefäße umgeben und so zur Obliteration desselben führen. Es wurde postuliert, dass dies zu Hypoxie, Atrophie und Pseudoarthrose führt. Morphologisch waren diese Zellen ähnlich den Schwann-Zellen, woraus eine Assoziation zur Neurofibromatose abgeleitet wurde (Hermanns-Sachweh et al. 2005).
Des Weiteren gibt es Hinweise zu verändertem lokalen Knochenumbau im Pseudoarthrosebereich. Eine signifikant höhere osteoklastische Aktivität im Periost bei CPT im Vergleich zu Kontrollperiost wurde beschrieben. Die gestörte Frakturheilung sowie die Resorption von Spongiosa im Rahmen therapeutischer Maßnahmen könnten demnach auf erhöhte osteoklastische Aktivität und verminderte osteoplastische Aktivität des CPT-Periosts im Vergleich zum normalen Periost zurückzuführen sein (Cho et al. 2008).
Die mesenchymalen Stammzellen der CPT zeigten in der Grundlagenforschung geringere osteoplastische Aktivität als Kontrollstammzellen (Madhuri et al. 2016), wobei weitere Untersuchungen wiederum eine kaum veränderte mesenchymale Stammzellenqualität im CPT-Bereich im Vergleich zum Beckenkamm fanden (Dilogo et al. 2018).
Im Tiermodell wurde in NF-positiven Periostzellen von Mäusen weniger osteogenetisches Potenzial als in NF-negativen Kontrollzellen gefunden. Auch war in den NF-positiven Zellen eine geringere Knochenformation nach Therapie mit „bone morphogenic protein“ (BMP) verglichen mit NF-negativen Zellen nachweisbar. Eine additive Therapie mit Bisphosphonat (Zoledronsäure) zeigte einen Anstieg der Knochenformation in beiden Gruppen. Die Kombination von Bisphosphonat mit BMP erschien im Experiment einer alleinigen BMP-Therapie überlegen zu sein (Schindeler et al. 2008).
Verlauf und Prognose
Die Varus- und Antekurvationsfehlstellung der zumeist mittleren und distalen Tibia zeigt sich in der Regel bereits bei der Geburt. Bei Zunahme der Verbiegung von Tibia und auch der Fibula kommt es zumeist bis zum 3. Lebensjahr zum Auftreten der manifesten Fraktur. Diese führt zur Instabilität und Zunahme der Fehlstellung der unteren Extremität. Eine gleichzeitige Fraktur der distalen Fibula führt zum Hochtreten des lateralen Malleolus mit nachfolgender Valgusfehlstellung des Sprunggelenks.
Als Folge dieser primären Veränderungen ergeben sich weitere sekundäre Entwicklungen. Aufgrund der anterolateralen Verkrümmung kommt es zu einer Schwächung der Wadenmuskulatur und in der Folge zum Auftreten eines sehr steil gestellten Calcaneus. Durch die Prokurvation der Tibia ergibt sich eine vermehrt dorsal extendierte Fußposition. Der Rückfuß gerät in eine vermehrte Valgusposition. Dies führt auch zur lateralen Abflachung der distalen Tibiaepiphyse. Kompensatorisch kommt es auch zur proximalen Rekurvatum- und Valgusfehlstellung der betroffenen Tibia. Eine Wachstumsstörung der Tibia trägt zur Entwicklung einer Beinlängendifferenz bei. Ein vermehrtes Wachstum im Bereich des Femurs und eine zunehmende Coxa-valga-Position des Hüftgelenks können in vielen Fällen beobachtet werden (Paley 2019).
Diagnostik und klinische Untersuchung
Varusfehlstellung und Verkürzung des Unterschenkels weisen bereits bei der Geburt auf das Vorliegen der Veränderung hin. Eine manifeste Pseudoarthrose ist nicht die Regel, beim dysplastischen Typ aber durchaus möglich. Die Pseudoarthrose tritt in der Regel zwischen dem 1. und 3. Lebensjahr spontan auf.
Eine radiologische Abklärung führt zumeist bereits zur Diagnose. Eine Aufnahme im a.p. und seitlichen Strahlengang des betroffenen Unterschenkels ist in der Regel ausreichend. Eine Gesamtaufnahme beider unteren Extremitäten gibt Aufschluss über die Beinachse, des Weiteren kann eine Beinlängendifferenz quantifiziert werden. Im Stadium der Präpseudoarthrose erfolgen Röntgenverlaufskontrollen des Unterschenkels zumindest halbjährlich. Eine MRT-Untersuchung zur Abklärung der Weichteilsituation kann ergänzend durchgeführt werden.
Im Rahmen der klinischen Untersuchung ist das Durchführen eines allgemeinen kinderorthopädischen Status mit besonderem Augenmerk auf die Stellung und Beweglichkeit der angrenzenden Gelenke obligat. Zusätzlich muss auf alle möglichen klinischen Manifestationen einer Neurofibromatose wie Pigmentstörungen (Café-au-lait-Flecken, axilläres Freckling oder Lisch-Knötchen der Iris), neurologische Auffälligkeiten sowie auf Zeichen einer Skoliose geachtet werden (siehe Kap. „Kinderorthopädische Untersuchung der Wirbelsäule“).
Klassifikation
Die traditionellen Klassifikationen der kongenitalen Tibiapseudarthrose beruhen auf den Arbeiten von Anderson (1973); Boyd (1982) und Crawford (1986), wobei diejenige nach Crawford am häufigsten gebraucht wurde.
Modified after Crawford (Crawford und Schorry (1999))
Typ 1: charakterisiert durch eine Antekurvation- und Varusstellung, verbunden mit einer Corticalisverdickung am Krümmungsscheitel; der Markraum ist durchgängig
Typ 2: zunehmende Markraumverengung am Scheitel der Krümmung, die Corticalis ist vermehrt sklerosiert
Typ 3: Zystischer Typ: Tibia ist nicht verdünnt, zystische Läsionen im Bereich der Krümmung mit Infrakturierung
Typ 4: Dysplastischer Typ: Tibia und Fibula sind im distalen Drittel sanduhrförmig verdünnt und sklerosiert, der Markraum ist partiell oder vollständig obliteriert; manifeste Fraktur
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Der Status der Fibula wurde bei keiner dieser herkömmlichen Klassifikationen berücksichtigt. Die Bedeutung der Fibula wurde erstmals von Choi et al (2011a) mit besonderer Berücksichtigung einer Fibulamigration nach proximal beschrieben.
Paley zeigt in seiner aktuell vorgestellten Klassifikation (Paley 2019) nicht nur eine deskriptive Einteilung, sondern versucht daraus auch therapeutische Empfehlungen abzuleiten. Er beurteilt nach verschiedenen Faktoren, nämlich der Integrität von Tibia und Fibula, dem Ausmaß einer proximalen Migration der distalen Fibula sowie dem Vorhandensein eines Knochendefekts. All diese Faktoren beeinflussen den Therapieplan. 4 Typen werden unterschieden:
Typ 1: keine Fraktur
Typ 2: keine Fraktur Tibia, Fraktur Fibula
Typ 3: Fraktur Tibia, keine Fraktur Fibula
Typ 4: Fraktur Tibia und Fibula
Verschiedene Untertypen mit oder ohne Fibulamigration sowie mit oder ohne Knochendefekt werden angegeben.
Therapie
Therapieziele
Die Ziele einer Therapie sind:
Vermeiden bzw. Verzögern des Auftretens der Fraktur
Ausheilung der Fraktur (Fusion)
Erhalt der Fusion
Behandlung sekundärer Veränderungen
Achsenfehlstellung, Pseudoarthrose und proximale Migration der distalen Fibula führen sekundär zu Beinlängendifferenz, Fußfehlstellung mit Sprunggelenksvalgus, Calcaneusdeformität und Hakenfußposition. Es gilt, diese sekundären Veränderungen durch entsprechende Maßnahmen zu vermeiden.
In der Phase der Präpseudoarthrose muss die Integrität des Knochens so lange wie möglich erhalten werden. Ist eine Pseudoarthrose bereits eingetreten, muss es Ziel sein, eine knöcherne Fusion nicht nur zu erreichen, sondern diese auch in Zukunft zu erhalten. Dies soll verbunden sein mit Korrektur der Achsenfehlstellung, Ausgleich der vorhandenen Beinlängendifferenz und Erreichen einer plantigraden Fußposition. Fehlgeschlagene chirurgische Interventionen können zu einem Ausbleiben der Fusion führen, Knochendefekte sind oft die Folge. Nach erreichter Fusion besteht die Gefahr des Pseudoarthrosenrezidivs. Multiple Revisionen oder gar die Amputation der betroffenen Extremität sollen vermieden werden.
Konservative Therapie
Die Wertigkeit einer konservativen Therapie in der Behandlung der kongenitalen Tibiapseudarthrose wird nicht einheitlich diskutiert. Sie scheint jedoch in der Phase der Präpseudoarthrose ihre Berechtigung zu haben (Abb. 6).
Abb. 6
Deutliche Progredienz einer Patientin mit beidseitiger CPT und NF1 und schwerer Skoliose. a–d Klinisches Bild des linken Unterschenkels mit Deformität und multiplen Café-au-lait-Flecken. e, f Präpseudoarthrose des linken Unterschenkels mit 6 Jahren, g, h mit 7 Jahren. i, j Mit 9 Jahren zeigt sich die Entstehung der Pseudoarthrose trotz Schienentherapie. (Copyright R. Ganger, Orthopädisches Spital Speising)
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Dazu liefert die im Jahr 2000 veröffentlichte retrospektive Multicenterstudie der Europäischen Gesellschaft für Kinderorthopädie (European Paediatric Orthopaedic Society, EPOS) Daten, 340 Patienten aus 13 verschiedenen Ländern wurden erfasst.
Grill et al. (2000) berichten aus dieser Studie von 14 Patienten mit noch intakter Tibia bei bestehender Antekurvation über den Erfolg einer konservativen Therapie mit Schienenversorgung. Bei einem durchschnittlichen Therapiebeginn im Alter von 14 Monaten und einer durchschnittlichen Tragedauer von 48 Monaten bestand bei 10 Patienten eine intakte Tibia, bei den restlichen 4 Patienten war es zum Auftreten einer Pseudoarthrose gekommen. Daraus erfolgte die Empfehlung, dass eine konservative Therapie mit Orthesen in der Phase der Präpseudoarthrosen durchgeführt werden soll, um das Auftreten einer Fraktur zu verzögern und um frühzeitige Operationen zu verhindern.
Andere Untersuchungen zeigten, dass die Fusionsrate bei einer Operation vor dem 5. Lebensjahr deutlich geringer sei (Boero et al. 1997). Daraus wurde geschlossen, dass eine erforderliche Operation auch bei manifester Pseudoarthrose durch konsequente Schienentherapie erst in einem höheren Lebensalter vorgenommen werden soll.
Auch im aktuellen Behandlungsschema hat die maßgefertigte Oberschenkel-Unterschenkel-Orthese mit beweglichem Kniegelenk und fixem Sprunggelenk einen hohen Stellenwert. Eine Vollkontaktausführung des Unterschenkelteils wird empfohlen. In der Phase der Präpseudoarthrose muss die Orthese tagsüber ständig getragen werden. Eine Vollbelastung ist damit erlaubt.
Operative Therapie
Zur chirurgischen Behandlung der CPT wurden die unterschiedlichsten Behandlungskonzepte präsentiert (Kesireddy et al. 2018). Die Therapieergebnisse von 340 CPT-Patienten wurden in der im Jahr 2000 publizierten EPOS-Multicenterstudie exakt dokumentiert (Grill et al. 2000). In dieser Studie und in vielen weiteren kleineren Fallserien wurden unterschiedlichste Operationsmethoden und deren Ergebnisse beschrieben.
Eine als historisch einzustufende Operationsmethode zur Behandlung der Präpseudoarthrose ist die Fibulaanlagerung nach McFarland (1951). Dabei wird ein Fibulaspan ohne jegliche Resektion des Präpseudoarthrosenareals an die Tibia als Schienung eingefalzt. Trotz Anwendung dieser prophylaktischen Methode ist eine hohe Pseudoarthroserate beschrieben und wird zumeist nicht mehr angewandt.
Bei der Entwicklung weiterer Operationsmethoden wurde die radikale Resektion des umgebenden verdickten Periosts sowie Entfernung der Pseudoarthrosen als entscheidender Schritt zur Sanierung identifiziert.
Bei alleiniger intramedullärer Stabilisierung mittels Rush-Pin oder mittels Verplattung konnte trotz Resektion der Pseudoarthrose und des verdickten Periosts sowie Spongiosaplastik eine Fusionsrate von nur 50 % erzielt werden (Grill et al. 2000).
Eine Verbesserung der Ergebnisse wurde durch die zusätzliche Verwendung von externen zirkulären Fixateuren (klassischer Ilizarov-Apparat) erreicht. In der Kombination mit Resektion der Pseudoarthrose und des umgebenden Periosts, akuter Verkürzung mit Kompression und gleichzeitiger Spongiosaplastik sowie teils simultaner metaphysärer proximaler Verlängerung konnte eine Fusionsrate von 75 % erzielt werden. Die Modifikation mit Segmenttransport mittels Ilizarov-Apparat erzielte nur eine Fusionsrate von 48 %. Auf die hohe Rezidivrate der Erkrankung wurde hingewiesen, eine anschließende langfristige Orthesenbehandlung wurde empfohlen (Grill et al. 2000).
Wird zusätzlich zum externen Fixateur eine intramedulläre Stabilisierung von Tibia und Fibula durchgeführt, kann die primäre Fusionsrate verbessert werden. Das Problem des Pseudoarthrosenrezidivs ist damit jedoch weiterhin nicht endgültig gelöst (Thabet et al. 2008).
Eine hohe Rate an Heilungserfolgen wurde mit einem freien, vaskularisierten Fibulatransfer erzielt (Romanus et al. 2000). Bei dieser Technik wird in der Regel die kontralaterale Fibula gefäßgestielt entnommen und nach Resektion der Pseudoarthrose in den Knochendefekt eingebracht sowie mikrochirurgisch anastomosiert. Die zusätzlich erforderliche Stabilisierung wird durch Anlegen eines Ringfixateurs erreicht (Abb. 7).
Abb. 7
8 Jahre alter Knabe mit CPT und Rezidiv der Pseudoarthrose nach externer Voroperation. a, b Präoperative Röntgenaufnahmen im Ganzbeinzweibeinstand sowie des seitlichen Unterschenkels zeigen die langstreckige Pseudoarthrose der Tibia im mittleren Drittel sowie der Fibula im distalen Drittel. c, d Gefäßgestielter Fibulatransfer von der Gegenseite mit Ilizarov-Apparat mit Fußeinschluss. e Reine In-situ-Fixation mit Ilizarov-Apparat ohne Achskorrektur oder Verlängerung. Der Patient war mit dem Apparat teilbelastend mobil. f Entnahmestelle der gesunden Gegenseite. g 4 Monate postoperativ zeigen sich proximal und distal gut konsolidierte Fibulaenden. h, i Follow-up nach 6 Monaten. j Follow-up nach 3 Jahren, mittlerweile wurde mit einer Wachstumslenkung gegen Sprunggelenksvalgus mittels Pediplate begonnen. (Copyright R. Ganger, Orthopädisches Spital Speising)
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Diese Methode ist vor allem bei Knochenverlust nach multiplen Voroperationen indiziert. Aufgrund der erforderlichen mikrovaskulären Kompetenz steht sie jedoch nur speziellen Zentren zur Verfügung. Eine achsgerechte Position der transferierten Fibula ist neben einer stabilen Fixation von wesentlicher Bedeutung. Eine simultane Verlängerung ist im Rahmen der Erstoperation nicht möglich, kann aber zu einem späteren Zeitpunkt in der Regel bei deutlicher Verdickung der transferierten Fibula durchgeführt werden. Auch hier ist die Orthesentherapie nach erfolgter Fusion obligat. Probleme können jedoch auch an der Fibulaentnahmestelle als Valgusfehlstellung des Sprunggelenks auftreten.
Vor allem bei Patienten mit multiplen Voroperationen mit Knochendefekt und Achsfehlstellung, extremer Beinlängendifferenz sowie schwerer Fehlstellung des Fußes, aber auch prekären Weichteilverhältnissen kann letztendlich die Notwendigkeit einer Amputation des Unterschenkels entstehen – dies muss jedoch mit allen Mitteln verhindert werden.
Ein Risikofaktur für die Entwicklung eines Pseudoarthrosenrezidivs nach bereits erfolgter Fusion der Tibia stellt die Persistenz einer Fibulapseudoarthrose dar (Liu et al. 2017). Aus diesem Grund ist die gleichzeitige Fusion einer Fibulapseudoarthrose mittels Spongiosaplastik und intramedullärer Stabilisierung im Rahmen des Primäreingriffs anzustreben
Choi et al. (2011b) und Paley (2012) erkannten schon sehr früh den Vorteil einer breiten knöchernen Verbindung auf Höhe der ehemaligen Pseudoarthrose zwischen Tibia und Fibula mit dem Ziel einer raschen und stabilen Fusion sowie Vermeidung einer Refraktur. Bei der 4-in-1-Osteosynthese nach Choi werden nach entsprechender Resektion die 4 Knochenende unter Anlagerung von corticospongiösem Material in toto fusioniert, eine intramedulläre Tibiastabilisierung durchgeführt und ein äußerer Fixateur angelegt. Eine intakte Fibula sowie eine nach proximal migrierte Fibula waren für Choi Ausschlusskriterien.
Paley wendet seine X-Union-Methode bereits ab dem 1. Lebensjahr an. Nach Resektion der Pseudoarthrose sowie des Periosts werden beide Knochen in paralleler Position zusätzlich intramedullär stabilisiert, eine breite Fusion der Knochen wird angestrebt nach Anlegen eines Periostlappens um die ehemalige Tibiapseudarthrose, Einbringen von BMP-2 sowie reichlich spongiösem Knochen nach aufklappender Osteotomie der Beckenschaufel (Abb. 8). Die intramedulläre Tibiastabilisierung wird mittels teleskopierenden Systems empfohlen, die zusätzliche Fixation wurde initial mit externem Ringfixateur vorgenommen, zuletzt wird stattdessen die interne Plattenstabilisierung postuliert. Als zusätzliche pharmakologische Therapiekomponente wird die Verabreichung von Bisphosphonat (Zoledronsäure) 2 Wochen vor der initialen Operation sowie 3–5 Monate danach mit dem Ziel empfohlen, die vorzeitige Resorption des angelagerten spongiösen Knochens zu verhindern sowie die osteoklastische Aktivität insgesamt zu reduzieren.
Abb. 8
Intraoperative Röntgenaufnahme der aufklappenden Osteotomie des Beckenkamms. (Copyright C. Radler, Orthopädisches Spital Speising)
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Beide Autoren berichten über eine primäre Fusionsrate von 100 % sowie einen Erhalt der Fusion von 100 % bei Choi über 12 Jahre, bei Paley über 11 Jahre.
Während in der EPOS-Studie ein höheres Operationsalter empfohlen wurde, fanden andere Autoren (Liu et al. 2018) keinen Unterschied in der Rate der primären Fusion bei Patientengruppen vor bzw. nach dem 3. Lebensjahr.
Als radikaler Therapieansatz erscheint die primäre Amputation und Prothesenversorgung. Gute funktionelle Ergebnisse bei entsprechender Prothesenversorgung, aber auch eine hohe Rate von Sekundäreingriffen (76 %) wurden beschrieben (Westberry et al. 2018). Die angewendeten Amputationstechniken sind die Amputation nach Boyd, die Amputation nach Syme oder die transtibiale Amputation. Bei den Amputationen nach Boyd und Syme ist von einer funktionell besseren Prothesenversorgung auszugehen, wobei weiterhin eine Pseudoarthrose bzw. bei Fusion die Gefahr des Pseudoarthroserezidivs besteht. Bei der transtibialen Resektion scheint das Problem der CPT zwar gelöst, jedoch zum Preis einer schwierigeren Prothesenversorgung sowie vermehrter Stumpfprobleme durch „overgrowth“ aufgrund der Resektion der distalen Tibiaepiphyse (Eisenberg und Vuillermin 2019).
In unseren Händen hat sich zum derzeitigen Zeitpunkt folgendes Vorgehen als am meisten erfolgsversprechend für eine Fusion und Erhalt von Tibia und Fibula etabliert (Abb. 9): Das verdickte Periost um Tibia und Fibula muss vollständig entfernt werden, die Knochenenden werden angefrischt und die dysplastischen Enden reseziert, der Markkanal muss wiedereröffnet werden. Eine achsgerechte Position der Tibia ist wesentlich, um eine spätere Refraktur zu vermeiden. Eine intramedulläre Stabilisierung von Tibia und Fibula sind erforderlich, wenn möglich in teleskopierender Technik (Fassier-Duval-Nagel) im Bereich der Tibia. Ein retrogrades Einbringen eines Rush-Pins mit Fixierung des oberen und unteren Sprunggelenks kann bei sehr distal gelegener Pseudoarthrose temporär erforderlich sein, dies soll jedoch bald nach Erreichen der Fusion auf eine antegrade Position gewechselt werden. So kann eine spätere Funktionseinschränkung des Sprunggelenks vermieden werden. Eine breite knöcherne Brücke zwischen Tibia und Fibula ist zwecks der Vergrößerung des Knochenquerschnitts anzustreben, um eine langfristige Stabilität zu erreichen. Dafür ist ausreichend spongiöses Material aus dem Beckenkamm notwendig, zusätzlich wird ein Periostlappen um die Tibia gewickelt.
Abb. 9
2 Jahre 7 Monate altes Mädchen mit CPT und NF1. a, b Präoperative Röntgenbilder des linken Unterschenkels mit Pseudoarthrose der Tibia und Fibula mit massivem Achsknick. c X-Fusion: intraoperatives Röntgen nach Resektion und Bohrdrahtfixation. d, e Unmittelbar postoperatives Röntgen bei liegendem TSF (Taylor Spatial Frame) mit achsgerechter Stellung der Tibia und Fibula. Die Spongiosaanlagerung zwischen Tibia und Fibula zeigt sich gut sichtbar. f Klinisches Bild des TSF-Apparats. g Im Follow-up nach 2 Jahren zeigt sich die Resektionsstelle weiterhin mit breiter knöcherner Brückenbildung. h, i Der Tibiabohrdraht wurde zur weiteren Rezidivprophylaxe durch einen Fassier-Duval-Nagel ersetzt. (Copyright C. Radler, Orthopädisches Spital Speising)
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BMP und Zoledronsäure scheinen als pharmakologischer Effekt die Wirkung zu begünstigen (Schindeler et al. 2008; Paley 2019), wobei die Wirksamkeit bei der Behandlung der CPT weiterhin unklar bleibt (Shah et al. 2018; Kesireddy et al. 2018). Es muss des Weiteren angemerkt werden, dass BMP im Kindesalter derzeit eine klare „Off-label“-Anwendung darstellt, obgleich die Verwendung in der Literatur bei unterschiedlichsten pädiatrischen Erkrankungen beschrieben wurde (Oetgen und Richards 2010).
Eine temporäre zusätzliche Fixation ist initial erforderlich, als bewährtes Konzept gilt die Anlage eines zirkulären Fixateurs (Ilizarov-Apparat oder Taylor Spatial Frame) mit Einschluss des Fußes. Eine interne Plattenstabilisierung kann alternativ angedacht werden ist jedoch nicht eine Standardmethode. Bei entsprechender Knochenlänge kann auch eine simultane proximal-metaphysäre Tibia-Distraktionsosteogenese zwecks Ausgleiches der Beinlängendifferenz durchgeführt werden.
Bei Verwendung eines Ringfixateurs wird eine Gehsohle am Apparat montiert, sodass der Patient ab dem 2. Tag unter Teilbelastung der operierten Extremität mobilisiert werden kann. Die Pinpflege wird in üblicher Weise durchgeführt, Duschen ist nach abgeschlossener Wundheilung erlaubt.
Der knöcherne Durchbau ist in der Regel nach 3–4 Monaten erreicht, der Apparat wird für 4–5 Monate in situ belassen. Der Apparatabbau erfolgt in Kurznarkose, dabei wird mittels eines Scanners das Modell für eine Orthese abgenommen. Wir empfehlen zu Beginn eine Oberschenkel-Unterschenkel-Orthese mit beweglichem Kniegelenk und fixem Sprunggelenk. Der Unterschenkel wird in Vollkontaktausführung angefertigt. Bis zur Fertigstellung der Schiene wird ein Oberschenkel-Unterschenkel-Gips angelegt. Dieser wird in der Regel für 6 Wochen belassen. Eine 1. Infusion mit Zoledronsäure (0,2 mg/kg Körpergewicht) wird 2 Wochen präoperativ, eine 2. Infusion wird zum Zeitpunkt des Apparatabbaus verabreicht. Bei guter Knochenqualität kann die Orthese zu einem späteren Zeitpunkt als Unterschenkel-Fuß-Orthese ausgefertigt werden.
Die intramedulläre Fixation im Bereich der Tibia muss je nach Wachstum gewechselt werden und soll permanent in situ zwecks Verhinderung einer Refraktur verbleiben. Bei Auftreten einer Valgusfehlstellung im Bereich der distalen Tibia kann eine Hemiepiphyseodese im Bereich der distalen medialen Tibia durchgeführt werden (Abb. 10).
Abb. 10
Beispiel eine Wachstumslenkung bei Fehlstellung des Sprunggelenks bei einem 11 Jahre alten Knaben mit CPT und Zustand nach operativer Sanierung (siehe Abb. 7a–j). (Copyright R. Ganger, Orthopädisches Spital Speising)
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Ziel all dieser rekonstruktiven und prophylaktischen Maßnahmen ist es, multiple Rezidivoperationen mit letztlich der Gefahr einer Amputation der betroffenen Extremität zu vermeiden.
Komplikationen
Das Nichterreichen einer primären Fusion trotz durchgeführter Resektion des Periosts und der Pseudoarthrose sowie ein Wiederauftreten der Pseudoarthrose nach bereits erfolgreichem Durchbau stellen die wichtigsten Komplikationen in der Therapie der kongenitalen Tibiapseudarthrose dar. Die Erfolgsquote ist abhängig von der Art der gewählten Methode, speziell jedoch von der gewählten Fixationstechnik. Dies wird durch eine Anzahl von Publikationen belegt, aufgrund der Seltenheit der Erkrankung wird mit Ausnahme der EPOS-Multicenterstudie (Hefti et al. 2000; Grill et al. 2000; Keret et al. 2000; Romanus et al. 2000; Tudisco et al. 2000) jedoch zumeist über kleine Fallzahlen berichtet.
Achsfehlstellung und Beinlängendifferenz können auch nach erzielter Fusion als Beeinträchtigung bestehen bleiben. Das Verbleiben oder Wiederauftreten einer Prokurvation der Tibia erhöht die Gefahr eines Rezidivs der Pseudoarthrosen. Zur Korrektur können Folgeeingriffe notwendig werden. Eine neuerliche Osteotomie auf Höhe der ehemaligen Pseudoarthrose birgt jedoch immer das Risiko einer verzögerten bzw. ausbleibenden Konsolidierung.
Je nach gewählter Operationsmethode besteht das Risiko für verfahrensspezifische Komplikationen. Bei Verwendung eines Rush-Pins oder Bohrdrähten kann eine Implantatmigration auftreten. Bei teleskopierenden Nägeln (z. B. Fassier-Duval-Nagel) besteht die Gefahr der Migration im Bereich der proximalen und distalen Verankerungsstelle infolge des Wachstums sowie ein Fehlschlagen des Teleskopmechanismus.
Bei Verwendung von externen Fixateuren sind oberflächliche oder selten tiefe Infektionen im Bereich der Bohrdraht- oder Schraubenverankerungen eine mögliche Komplikation. Diese sind meist mit oraler Antibiose ausreichend therapierbar. Pinlockerungen können auftreten, chirurgische Interventionen sind aber nur selten notwendig.
Auch die Schienentherapie setzt eine intensive Betreuung von ärztlicher sowie orthopädietechnischer Seite voraus, um hier Druckstellen, Hautkomplikation und Einschränkungen des Tragekomforts zu vermeiden.
Nachbehandlung
Unabhängig von der verwendeten operativen Technik ist eine langfristige externe Schienung mit Orthesen zum Erhalt der Fusion erforderlich. Die Ober-Unterschenkel-Orthese wird anfangs Tag und Nacht getragen (Abb. 11). Bei gutem radiologischen Verlauf wird sie in der Folge als Tagschiene weiterhin vollbelastet verwendet. Die Orthesenversorgung ist bis nach Abschluss des Wachstums als obligat anzusehen. Darüber hinaus ist eine individuelle Entscheidung erforderlich.
Abb. 11
Ober-Unterschenkel-Orthese bei Patientin mit beidseitiger CPT. (Copyright R. Ganger, Orthopädisches Spital Speising)
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Ausblick
Das Erreichen sowie der Erhalt der knöchernen Fusion unter Berücksichtigung von Achsfehlstellungen, Beinlängendifferenz und Fußfunktion stellt das zentrale Therapieziel in der Behandlung der CPT dar. Liegt gleichzeitig eine Neurofibromatose vor, ist ein multidisziplinärer Zugang unabdingbar. Die Behandlung der CPT bleibt trotz intensiver Forschung sowie technischer und pharmakologischer Weiterentwicklungen eine der größten kinderorthopädischen Herausforderungen.
Literatur
Aegerter EE (1950) The possible relationship of neurofibromatosis, congenital pseudarthrosis, and fibrous dysplasia. J Bone Joint Surg Am 32-A:618–626CrossRef
Andersen KS (1973) Radiological classification of congenital pseudarthrosis of the tibia. Acta Orthop Scand 44:719–727CrossRef
Boero S, Catagni M, Donzelli O et al (1997) Congenital pseudarthrosis of the tibia associated with neurofibromatosis-1: treatment with Ilizarov’s device. J Pediatr Orthop 17:675–684CrossRef
Boyd HB (1982) Pathology and natural history of congenital pseudarthrosis of the tibia. Clin Orthop Relat Res (166):5–13
Briner J, Yunis E (1973) Ultrastructure of congenital pseudarthrosis of the tibia. Arch Pathol 95:97–99PubMed
Cho T-J, Seo J-B, Lee HR et al (2008) Biologic characteristics of fibrous hamartoma from congenital pseudarthrosis of the tibia associated with neurofibromatosis type 1. J Bone Joint Surg Am 90:2735–2744CrossRef
Choi IH, Cho T-J, Moon HJ (2011a) Ilizarov treatment of congenital pseudarthrosis of the tibia: a multi-targeted approach using the Ilizarov technique. Clin Orthop Surg 3:1CrossRef
Choi IH, Lee SJ, Moon HJ et al (2011b) „4-in-1 osteosynthesis“ for atrophic-type congenital pseudarthrosis of the tibia. J Pediatr Orthop 31:697–704CrossRef
Crawford AH, Schorry EK (1999) Neurofibromatosis in children: the role of the orthopaedist. J Am Acad Orthop Surg 7(4):217–230
Dilogo IH, Mujadid F, Nurhayati RW, Kurniawan A (2018) Evaluation of bone marrow-derived mesenchymal stem cell quality from patients with congenital pseudoarthrosis of the tibia. J Orthop Surg Res 13:266CrossRef
Eisenberg KA, Vuillermin CB (2019) Management of congenital pseudoarthrosis of the tibia and fibula. Curr Rev Musculoskelet Med 22:356–368CrossRef
Grill F, Bollini G, Dungl P et al (2000) Treatment approaches for congenital pseudarthrosis of tibia: results of the EPOS multicenter study. European Paediatric Orthopaedic Society (EPOS). J Pediatr Orthop B 9:75–89CrossRef
Hardinge K (1972) Congenital anterior bowing of the tibia. The significance of the different types in relation to pseudarthrosis. Ann R Coll Surg Engl 51:17–30PubMedPubMedCentral
Hefti F, Bollini G, Dungl P et al (2000) Congenital pseudarthrosis of the tibia: history, etiology, classification, and epidemiologic data. J Pediatr Orthop B 9:11–15CrossRef
Hermanns-Sachweh B, Senderek J, Alfer J et al (2005) Vascular changes in the periosteum of congenital pseudarthrosis of the tibia. Pathol Res Pract 201:305–312CrossRef
Ippolito E, Corsi A, Grill F et al (2000) Pathology of bone lesions associated with congenital pseudarthrosis of the leg. J Pediatr Orthop B 9:3–10CrossRef
Keret D, Bollini G, Dungl P et al (2000) The fibula in congenital pseudoarthrosis of the tibia: the EPOS multicenter study. European Paediatric Orthopaedic Society (EPOS). J Pediatr Orthop B 9:69–74CrossRef
Kesireddy N, Kheireldin RK, Lu A et al (2018) Current treatment of congenital pseudarthrosis of the tibia. J Pediatr Orthop B 27:541–550CrossRef
Liu Y, Mei H, Zhu G et al (2017) Relationship between postoperative complications and fibular integrity in congenital pseudarthrosis of the tibia in children. World J Pediatr 13:261–266CrossRef
Liu Y, Mei H, Zhu G et al (2018) Congenital pseudarthrosis of the tibia in children: should we defer surgery until 3 years old? J Pediatr Orthop B 27:17–25CrossRef
Madhuri V, Mathew SE, Rajagopal K et al (2016) Does pamidronate enhance the osteogenesis in mesenchymal stem cells derived from fibrous hamartoma in congenital pseudarthrosis of the tibia? Bone Reports 5:292–298CrossRef
McElvenny RT (1949) Congenital pseudo-arthrosis of the tibia; the findings in one case and a suggestion as to possible etiology and treatment. Q Bull Northwest Univ Med Sch 23:413–423PubMedPubMedCentral
McFarland B (1951) Pseudarthrosis of the tibia in childhood. J Bone Joint Surg Br 33-B:36–46CrossRef
Oetgen ME, Richards BS (2010) Complications associated with the use of bone morphogenetic protein in pediatric patients. J Pediatr Orthop 30:192–198CrossRef
Paley D (2012) Congenital pseudarthrosis of the tibia: combined pharmacologic and surgical treatment using biphosphonate intravenous infusion and bone morphogenic protein with periosteal and cancellous autogenous bone grafting, tibio-fibular cross union, intramedullary. In: Bone grafting. InTech, Vienna
Paley D (2019) Congenital pseudarthrosis of the tibia: biological and biomechanical considerations to achieve union and prevent refracture. J Child Orthop 13:120–133CrossRef
Romanus B, Bollini G, Dungl P et al (2000) Free vascular fibular transfer in congenital pseudoarthrosis of the tibia: results of the EPOS multicenter study. European Paediatric Orthopaedic Society (EPOS). J Pediatr Orthop B 9:90–93CrossRef
Schindeler A, Ramachandran M, Godfrey C et al (2008) Modeling bone morphogenetic protein and bisphosphonate combination therapy in wild-type and Nf1 haploinsufficient mice. J Orthop Res 26:65–74CrossRef
Shah H, Joseph B, Nair BVS et al (2018) What factors influence union and refracture of congenital pseudarthrosis of the tibia? A multicenter long-term study. J Pediatr Orthop 38:e332–e337CrossRef
Sofield HA (1971) Congenital pseudarthrosis of the tibia. Clin Orthop Relat Res 76:33–42CrossRef
Thabet AM, Paley D, Kocaoglu M et al (2008) Periosteal grafting for congenital pseudarthrosis of the tibia: a preliminary report. Clin Orthop Relat Res 466:2981–2994CrossRef
Tudisco C, Bollini G, Dungl P et al (2000) Functional results at the end of skeletal growth in 30 patients affected by congenital pseudoarthrosis of the tibia. J Pediatr Orthop B 9:94–102CrossRef
Van Royen K, Brems H, Legius E et al (2016) Prevalence of neurofibromatosis type 1 in congenital pseudarthrosis of the tibia. Eur J Pediatr 175:1193–1198CrossRef
Westberry DE, Carpenter AM, Tisch J, Wack LI (2018) Amputation outcomes in congenital pseudarthrosis of the tibia. J Pediatr Orthop 38:e475–e481CrossRef
