Concepts for optimizing therapy of proximal humeral fractures

Die proximale Humerusfraktur stellt aufgrund uneinheitlicher Behandlungsoptionen und differierender funktioneller Ergebnisse eine Problemfraktur dar. Die offene Reposition und Stabilisierung mit winkelstabilen Plattensystemen kann zu viel versprechenden funktionellen Ergebnissen führen. Im mittel- bis langfristigen Nachuntersuchungszeitraum kommt es jedoch, gerade bei höhergradigen Frakturen, zu einem deutlichen Anstieg der Rate an avaskulären Humeruskopfnekrosen, welche die Notwendigkeit von klinischen und radiologischen Nachuntersuchungen weit über den Einjahreszeitraum verdeutlicht. Darüber hinaus sind sekundäre Dislokationen ein beobachtetes Problem. Bei komplexen Fraktursituationen, Luxationsfrakturen, Head Splitfrakturen und verhakten Luxationen mit ausgedehnter Schädigung der Gelenkfläche stellt die frakturendoprothetische Versorgung eine Therapiealternative dar. Das funktionelle Ergebnis ist jedoch schwer vorhersagbar und hängt entscheidend von der anatomischen Einheilung der Tuberkula an den Humerusschaft und die Endoprothese ab. Die korrekte Rekonstruktion der Humerusschaftlänge als Vorraussetzung für eine anatomische Positionierung der Tuberkula gestaltete sich bisher aufgrund mangelnder anatomischer Orientierungspunkte schwierig. Die durch anatomische Studien beschriebene Pectoralis major Sehne ist ein zuverlässiger Orientierungspunkt für die korrekte Höheneinstellung und zeigt bei intraoperativer Anwendung zur Vergleichsgruppe eine exaktere Oberarmlängenrekonstruktion, eine optimierte Zentrierung des Prothesenkopfes im Glenoid und eine verbesserte Einheilung der Tuberkula mit konsekutiv besserem funktionellen Ergebnis. Eine exakte Analyse der Positionierung der Tuberkula und ihrer Einheilung lässt sich nur durch eine Schnittbildgebung gewährleisten. Schon geringe Fehlstellungen der Tuberkula haben einen Einfluss auf das klinische Ergebnis und korrelieren mit einer fettigen Degeneration der abhängigen muskulotendinösen Einheit. Trotz korrekter Positionierung der Prothese und adäquaten Refixationstechniken lässt sich jedoch die anatomische Einheilung der Tuberkula nicht ausreichend gewährleisten. Biologisch aktive Implantate können die Heilung sowohl osteosynthetisch als auch endoprothetisch versorgter Frakturen positiv beeinflussen. Eine Exposition von Osteoblasten gegenüber einem Bisphosphonat beschichteten Implantates zeigt in vitro in bestimmten Konzentrationen Effekte, die eine positive Knochenbilanz bedingen. Die Bildung von Osteoklasten und deren Resorptionsaktivität wird in vitro durch solch ein Implantat vermindert. Weiterhin wird an Kokulturen von Osteoblasten und Osteoklasten durch ein Bisphosphonat beschichtetes Implantat auch deren Interaktion hinsichtlich einer positiven Knochenbilanz beeinflusst. Die Behandlung von Frakturen mit einem Bisphosphonat beschichteten Implantat zeigt im Tierversuch ein beschleunigtes Erreichen einer mechanischen Belastbarkeit mit im Vergleich zu Kontrollgruppen erhöhten Werten für das maximale Drehmoment und die torsionale Steifigkeit. Biologisch aktive Implantate wirken positiv auf die Knochenheilung und können gegebenenfalls zukünftig die funktionellen Ergebnisse nach frakturendoprothetischer und osteosynthetischer Versorgung proximaler Humerusfrakturen verbessern.Due to differing treatment options and variable functional results treatment of proximal humeral fractures still remains challenging. Open reduction and internal fixation can lead to promising functional results. However, the rate of avascular necrosis of the humeral head, especially in comminuted fractures is increasing in the mid- to longterm follow up. This emphasizes the need of clinical and radiographic controls much longer than one year after the operation. Moreover secondary dislocation is a common problem after treatment of these fractures. Complex fractures, fracture dislocations, head split fractures and locked dislocations with vast damage of the articular surface can alternatively be treated with hemiarthroplasty. However, functional results are difficult to precict and depend on anatomic healing of the tuberosities to the humeral shaft and the prosthesis. Exact reconstruction of the humeral length, which is mandatory for anatomic tuberosity positioning has been difficult due to the lack of anatomic landmarks. The tendon of the pectoralis major muscle represents a reliable landmark for correct hight adjustment. Intraoperative use of this landmark shows in comparison to a control group a more exact reconstruction of the humeral length, an optimized centering of the prosthetic head and improved healing of the tuberosities with consecutive improved functional result. Exact analysis of positioning of the tuberosities and their healing is only possible with CT Scans. Even minor malpositioning of the tuberosities leads to decreased functional results and correlates to fatty degeneration of the rotator cuff. However, even correct positioning of the prosthesis and adequate refixation techniques can not predict healing of the tuberosities sufficiently. Biologic active implants can improve healing of the tuberosities in hemiarthroplasty and fracture healing in reconstructive surgery. Effects of treatment of human osteoblasts with certain concentrations of bisphosphonat coated implants leads in vitro to a positive bone balance. Formation and resorption activity of osteoclasts is inhibited in vitro. Moreover, effects of coated implants on co-cultures of osteoblasts and osteoclasts and their interaction lead to a positive bone balance. Treatment of fractures with bisphosphonat coated implants in an animal model accelerates biomechanic stability with improved values for maximal load and torsional stiffness. Biologic active implants improve bone healing and could thereby improve functional results of operative reconstruction and hemiarthroplasty of proximal humeral fractures