Wachstumsprothesen nach Sarkomresektionen im Kindes- und Jugendalter

Erste Ergebnisse über Wachstumsprothesen in Peer-Review-Journalen wurden von Jeff Eckardt 1993 publiziert, allerdings nur mit einem durchschnittlichen Nachuntersuchungszeitraum von 3,1 Jahren [6]. Dies ist auch die einzige Publikation, in der die Mehrzahl der Patienten mit einer Pafford-Lewis-Prothese (LEAP Design – Lewis Expandable Adjustable Prosthesis, Arlington, TN, USA) versorgt worden sind. Trotz des kurzen Beobachtungszeitraumes traten in 10 Fällen Komplikationen auf, von denen 7 prothesenassoziiert waren, respektive durch den Verlängerungsmechanismus verursacht wurden. Die von den Autoren geforderte Überarbeitung des Designs führte schließlich auch dazu, dass aufgrund der Weiterentwicklungen dieser Prothesentyp in der Literatur nicht weiter beschrieben ist.

Eine dieser Weiterentwicklungen wurde im Rahmen des HRMS (Howmedica Modular Reconstruction System), welches 1987 eingeführt wurde [14], fortgesetzt. Bei dem System wurde die Verlängerung wie bei der LEAP-Prothese minimal-invasiv durch einen Schraubmechanismus umgesetzt und bedurfte mehrerer Verlängerungsschritte zwischen 10 und 15 mm. Erste Ergebnisse wurden 1995 von Schiller et al. publiziert [23] und die Ergebnisse von 6 der insgesamt 20 versorgten Patienten, die das Wachstum bereits abgeschlossen hatten, analysiert. Bei einem durchschnittlichen Operationsalter von 11 Jahren (9,2–13,7) und einem durchschnittlichen Nachuntersuchungszeitraum von 6,3 Jahren (4,3–7,6) wurden 7 Revisionen erforderlich, wobei in 3 Fällen in diesem mittleren Beobachtungszeitraum eine tiefe Infektion auftrat. Für eine durchschnittliche Verlängerungsstrecke von 13,15 cm (4,5–19,5) waren insgesamt 53 geplante Eingriffe notwendig.

In einer japanischen Sammelstudie wurden 26 von 28 Patienten, die ebenso mit einer HMRS-Wachstumsprothese versorgt worden waren, analysiert. Bei einer durchschnittlichen Nachuntersuchungszeit von 5 Jahren und 1 Monat (1–15 Jahre) fand sich in diesem Kollektiv lediglich eine Infektion. Die durchschnittliche Gesamtverlängerung betrug allerdings nur 35,4 mm, wofür im Schnitt 2,1 Eingriffe erforderlich waren. Diese geringe Zahl an Revisionseingriffen dürfte auch der Grund für die sehr geringe Infektionsrate gewesen sein [31].

Die längsten Ergebnisse mit einer HMRS-Wachstumsprothese finden sich in der Arbeit von Schinhan et al. 2015 [21]. In dieser Arbeit wurden 71 Patienten, die mit einer Wachstumsprothese im Alter von 10,1 Jahren (alle HMRS mit Ausnahme einer Mutars-Prothese und einer LEAP-Prothese) versorgt worden waren, über durchschnittlich 131,6 Monate (27,2–281,8 Monate) nachverfolgt. Interessanterweise fand sich in den meisten Fällen (46 % der gesamten Komplikationen) ein sogenanntes Weichteilversagen, welches entweder den Streckapparat oder aber eine Instabilität im Bereich der Hüfte mit sekundärer Dysplasie und Dislokation betraf. In 16 % der Fälle berichten die Autoren über die Notwendigkeit einer Resektion einer derben Narbe um die gesamte Prothese, die zu einer massiven Bewegungseinschränkung und damit einer Unmöglichkeit der weiteren Verlängerung geführt hat. Die weitere Analyse zeigte ein strukturelles Versagen in 28 % der Fälle sowie eine Infektionsrate von 17 % und aseptische Lockerungen in nur 8 % aller Fälle. Letzteres ist wohl das überraschendste Ergebnis, wird doch von der Annahme ausgegangen, dass durch das diametrale Wachstum des Knochens die aseptische Lockerung bei Kindern deutlich häufiger wäre. Die Studie zeigt jedoch auch erstmals, dass für die Erzielung einer durchschnittlichen Verlängerung von 70,8 mm, 4,4 Verlängerungseingriffe pro Patient erforderlich waren, ebenso wie 2,5 Operationen pro Patient zur Behandlung der insgesamt 184 Komplikationen bei 58 Patienten. Aufgrund dessen verweisen die Autoren auch explizit auf die Notwendigkeit der exakten präoperativen Aufklärung über diese Folgeeingriffe und auch darauf, dass weitere Verbesserungen in den einzelnen Bereichen nur im direkten Vergleich mit den vorliegenden Langzeitergebnissen möglich sind. Dennoch ist aufgrund der Verlässlichkeit dieses Verlängerungsmechanismus das System weiterhin im Einsatz.

Die Diskrepanz zwischen Kurzzeitergebnissen und mittelfristigen Ergebnissen wird auch bei der Analyse des Systems Repiphysis evident. Das System, das früher unter dem Namen Phenix (Phenix Medical, Paris, Frankreich) verwendet wurde, basiert auf einer Speicherung der Expansionsenergie in Form einer Feder, die durch nichtinvasive Erwärmungen eines Polyethylenschlauches freigegeben und damit expandiert wird. Erste Ergebnisse bei einem Nachuntersuchungszeitraum von 14 Monaten wurden 2001 von Wilkins et al. bei 6 Patienten ohne prothesenbezogene Komplikationen berichtet [28]. Weitere 18 Prothesen wurden bei 15 pädiatrischen Patienten (drei Revisionen) im Jahr 2003 von Neel et al. analysiert und auch durchaus optimistische Ergebnisse wiedergegeben [18]. Spätere Ergebnisse zeigen jedoch mit Zunahme der Frequenz und des Nachuntersuchungszeitraumes eine deutliche Zunahme der Komplikationen.

Im Jahr 2010 berichteten Saghieh et al. von 17 Patienten, die mit einer Repiphysis für durchschnittlich 61,7 Monate beobachtet wurden und insgesamt 38 Verlängerungssitzungen mit durchschnittlich 8,6 mm erfuhren [20]. 12 dieser 17 Patienten erlitten Komplikationen, wobei 6 mechanischer Natur waren und in 3 Fällen Infektionen auftraten. In 7 Fällen wurde eine Revision erforderlich und in 3 Fällen eine neue Prothese eingesetzt.

Ruggieri et al. verglichen 2013 bei 32 Patienten die Versorgungen mit 10 HMRS-, 15 Repiphysis- und 7 Stanmore-Prothesen und zeigten eine signifikant höhere Standzeit der HMRS- in Vergleich zur Repiphysis-Prothese [22]. Die Autoren schlossen, dass selbst nichtinvasive Verlängerungsmechanismen von Wachstumsprothesen mit einer durchwegs hohen Komplikationsrate behaftet sind.

Cipriano et al. beschrieben 2015 bei 6 von 12 Patienten, die mit einer Repiphysis-Prothese im Alter von 10,1 Jahren versorgt und durchschnittlich 72 Monate (26–119) nachbeobachtet wurden, 6 aseptische Lockerungen mit massivem Knochenverlust im Bereich des Verankerungsstieles. Die wohl schlechtesten Ergebnisse wurden schließlich in der Arbeit von Staals et al. 2015 veröffentlicht [25]. Von den 15 Patienten, die sie mit einer Repiphysis-Prothese versorgt hatten, konnten 10 mehr als 5 Jahre (durchschnittlich 104 Monate) nachuntersucht werden. Erstmals wurden auch hier Schmerzen während der nichtinvasiven Verlängerung beschrieben, sodass weitere Verlängerungen unter Anästhesie durchgeführt werden mussten. Bei den Patienten wurden insgesamt 9 Revisionsoperationen durchgeführt, von denen 8 durch Implantatversagen und eine durch aseptische Lockerung bedingt waren. Auch der Knochenverlust wird hervorgehoben, der bei 5 Fällen zu Knochenaugmentationen während der Revisionsoperation geführt hat. In der Conclusio nehmen die Autoren von der weiteren Verwendung dieser Prothese abstand. Aufgrund der sich häufenden Negativveröffentlichungen wurde die Prothese schließlich vom Markt genommen.

Mehrere Publikationen beschäftigen sich auch mit der nichtinvasiven Wachstumsprothese der Firma Stanmore, die von außen durch ein elektromagnetisches Feld angetrieben und so verlängert wird. Wie bei anderen Systemen wurden erste Publikationen mit kleiner Fallzahl und kurzer Nachbeobachtungszeit veröffentlicht. So berichten Gupta et al. 2006 von 7 Fällen, die für nur 20,2 Monate nachbeobachtet und deren Prothese um lediglich 25 mm im Durchschnitt verlängert worden ist [12]. Auch nach diesen ermutigenden Kurzzeitergebnissen wurde von Gilg und Mitarbeitern 2016 über die Morbidität der nichtinvasiven Wachstumsprothese bei 50 Kindern mit 51 Prothesen berichtet [9]. Beim Durchschnittsoperationsalter von 10,4 Jahren und einer Nachbeobachtungszeit von 64 Monaten (20–145) war die Überlebensrate der Prothese bei 81,7 % nach 3 Jahren und 61,6 % nach 6 Jahren.

Eine tiefe Infektion musste bei 19,6 % nach durchschnittlich 12,5 Monaten festgestellt werden und in 9,8 % fand sich ein Versagen des Verlängerungsmechanismus sowie ein Implantatbruch in 3,9 % der Fälle. Die Zahl der Reoperationen war mit 53 ähnlich wie in anderen Publikationen, wobei die Amputationsrate mit 14 % (3 wegen Lokalrezidiv und 4 wegen Infektionen) eher höher angesetzt ist. Die Autoren heben hervor, dass bei guten funktionellen Ergebnissen und Kompensation der Beinlänge, die Infektion nach wie vor das größte Risiko darstellt, wobei die proximale Tibia das höchste Risiko birgt. Die Ergebnisse der Versorgung mit einer Wachstumsprothese in dieser Region wird in einer eigenen Arbeit von Tsagozis et al. 2018 bei 42 Patienten retrospektiv analysiert [27]. Als Besonderes hervorzuheben ist, dass in dieser Studie die Versorgung mit nichtinvasiven Verlängerungsprothesen mit einer höheren Infektionsrate als bei konventionellen Verlängerungsprothesen behaftet und mit einer höheren Amputationsrate verbunden war. Trotz guter funktioneller Ergebnisse betrug die Prothesenstandzeit nach 5 Jahren lediglich 55 % und nur 25 % nach 10 Jahren. Hervorzuheben ist auch, dass die Versorgung mit silberbeschichteten Implantaten in dieser Lokalisation keinen Benefit in Bezug auf Infektionskontrolle und damit Prothesenüberleben brachte.

Dieser Nachteil der nichtinvasiv verlängerbaren Prothesen konnte in der Analyse von Medellin et al. von 24 totalen Femurversorgungen in einem Nachuntersuchungszeitraum von 13,2 Jahren (7 Monate bis 29,25 Jahre) nicht nachvollzogen werden [17]. Es fanden sich keine Diskrepanzen in Bezug auf verschiedene Komplikationsarten. Allerdings waren in der Gruppe der minimal-invasiv verlängerbaren totalen Femurprothesen eine genauere Einstellung der Beinlängendifferenz, eine bessere Kniegelenksbeweglichkeit und eine verbesserte Gesamtfunktion zu verzeichnen. Die Prothesenstandzeiten nach 5, 10 sowie 20 Jahren betrugen jeweils 79 % für minimal-invasiv verlängerbare Stanmore-Prothesen und 85 % nach 5 sowie 70 % nach 10 Jahren für nichtinvasiv verlängerbare Wachstumsprothesen der Firma Stanmore.

Schließlich wurde in der Arbeit von Gilg et al. die Anwendung der verlängerbaren Prothesen bei Revisionsoperationen mit massiver Beinlängendiskrepanz bei 21 Patienten und einem durchschnittlichen Alter von 20 Jahren (10–41) analysiert [9]. Bei einer Nachuntersuchungszeit von 70 Monaten (17–128) wurde eine durchschnittliche Verlängerung von 51 mm (5–140) erzielt und eine Prothesenstandzeit von 75 % nach 2 Jahren und 55 % nach 5 Jahren beschrieben.

Mit der Kostenanalyse beschäftigt sich schließlich die Arbeit von Henderson et al. und vergleicht 17 Patienten, die mit einer minimal-invasiv verlängerbaren Prothese und 8 Patienten, die mit einer nichtinvasiv verlängerbaren Prothese versorgt wurden [13]. Unter Zugrundelegung US-amerikanischer Verhältnisse schließen die Autoren, dass nichtinvasiv verlängerbare Prothesen trotz höherer Initialkosten aufgrund fehlender Verlängerungseingriffe günstiger abschneiden als minimal-invasiv verlängerbare Prothesen.

Abschließend muss festgehalten werden, dass trotz intensiver Recherche keine Publikationen über die verlängerbare Prothese von Mutars mit größeren Fallzahlen gefunden werden konnte.