Biologie der Frakturheilung Klaus dresing Uniklinik Göttingen wir freuen uns ja guten Tag es geht um die Frakturheilung und ich denke die meisten wissen worum es geht oder kennen sich aus ist also quasi nur eine Wiederholung ich habe keine Interessenskonflikte und am Ende sollen sie in der Lage sein die verschiedenen Prozesse der Knochenheilung erklären zu können und auch einige Faktoren die Frakturheilung beeinflussen schaut man sich mal an was passiert wir haben den Unfall wir haben dann die Fraktur Zellen und die Knochenmatrix geht kaputt dann heilt der Knochen mit den drei Phasen inflamation Reparatur und remodeling und dann halt es hoffentlich oder wir haben Kalus oder eben es kann auch eine überschießende Reaktion sein oder es kommt zum Versagen was für Faktoren spielen denn eine Rolle ja das sind die Ausdehnung der Verletzung das haben wir eben schon von an gehört dann wie ist der Typ der Verletzung wie ist die Ausdehnung der Fraktur aber auch das haben wir im letzten Vortrag gehört wie ist der Patient Alter Ernährung Vorerkrankungen aber die Behandlung selbst das werden wir den weiteren Vorträgen noch sehen spielt natürlich auch eine Rolle und natürlich was an Weichteilen verletzt ist ganz kurz zur Anatomie weil wir das gleich noch brauchen im Querschnitt wir haben außen die fibrös Schicht dann die Kambiumschicht und diese Kambiumschicht ist sehr wichtig weil die für die Frakturheilung eine große Rolle spielt und dann den quortikalen Knochen wir unterscheiden ja wenn wir uns die Knochenrinde angucken die osteone die sind wichtig weil diese ostone uns bei der Frakturheilung helfen wir haben da die haberschen umbaueinheiten die an der Spitze die Osteoklasten haben und dahinter sehen wir die Osteoblasten die den neuen kortikalen Knochen dann aufbauen wir haben zwei Arten von Frakturheilung wir haben einerseits die indirekte Frakturheilung und wir haben anderseits die direkte Frakturheilung bei der indirekt Frakturheilung haben wir eine kalusbildung bei der direkten faktorheilung nicht und das wollen wir uns genauer jetzt anschauen Knochen normalerweise heilt auch bei Tieren mit Kalus das heißt das ist die natürliche Antwort des Knochens oder der Natur auf einen Knochenbruch wir haben eine leichte Bewegung im Frakturspalt und wir sehen hier auf der rechten Seite dann die schöne Bildung von einem spindelförigen Kalus was passiert beim Unfall es kommt beim Unfall das haben wir schon gehört zu weichteilschadens Zerreißung von Gefäßen es kommt zum frakturhematom zur Zerreißung teilweise des periostes oder zur Abhebung und wir haben auch teilweise im Frakturbereich nekrotische Fragmente im Frakturbereich kommt es zu einer leichten Temperaturerhöhung und wir haben in dieser sogenannten Entzündungsphase im frakturhematom Makrophagen neutropyloganolizyten aber auch besinymale Stammzellen und Zellen aus der kamiumschicht des periostes wir haben diese Zellen sind alle notwndig damit es zur fakturheilung kommt in dieser Phase kommt es also zur Freisetzung verschiedener Mediatoren vasoaktiver Mediatoren aber auch wachstsfaktoren wie z.B den BMP in dieser Phase sehen wir dass nekortischer Knochen wird durch die klasten abgebaut und letztendlich haben wir dann eine Stabilisierung des hemmatoms durch fbrinfas den sogenannten hämatomkalus weiter geht es dann in der Phase zum weichenkus das Fibroblasten einwandern bilden Kollagen und damit das sogenannte Granulationsgewebe wir haben diesen weichen KUS der dann langsam in steiferes Gewebe transformiert wird in dieser Granulation Phase und dann kommt es dazu dass dieses Gewebe sich zu fibrösem Gewebe und auch zu Knorpel umbildet diese sogenannte enrale osifikation konvertiert dann den Geflechtknochen von der Peripherie startend in stabileres Knochengewebe bei der indirekten Frakturheilung haben wir also die Granulationsphase in den weichenkus und wir haben immer einen Start mit Einwachsen von von Blutgefäßen ins hematom Einwachsen von Fibroblasten von Periost in hematom dann Bildung von Kollagenfasern die sogenannen Granulationsgewebe die die Fragmente locker verbinden und wir haben dann eine spindelförmige knochenmanschette am Ende dieses sogenannte Stadium des hartenkus dauert über längere Zeit an bis die Knochenenden dann richtig vereint sind wenn wir jetzt uns mal anschauen wir haben zwei Fragmente und äh da ist Kraftübertragung auf dem Spalt dann ist es so dass natürlich da dieser weiche Kos am Anfang auch sehr leicht Scherkräften und dislokationskräften ausgesetzt sein kann und damit zu Schaden kommen kann also wir haben wenn wir das zu stark dehnen das geebe kommt es zur Zerreißung dann das werden sie in späteren Vorträgen sehen dass wir eben halt verschiedene Arten der Stabilisierung haben und das muss dabei halt achtet werden ganz wichtig das haben wir auch schon gehört ist durch Blutung für die Muskulatur den venösen Abfluss den terteriellen Fluss aber auch die Kalus Stimulation und auch die Produktion von Zytokinen die weichteres haben wir eben schon im Vortrag von Al Scholz gehört sind ganz wichtig und in dem Sinne kann man nur sagen es weil ist wirklich für die Frakturheilung extrem wichtig ist noch mal zusammengefasst wir haben also bei der indirekten Frakturheilung von von links vom hämatomkalus weiter eine Abnahme der Bewegung es versteift zunehmend und am Ende haben wir das sogenannte ostonale remodeling dass der Knochen quasi in der Form weitgehend wieder herergestellt wird wir haben am Anfang also viel Bewegung die dann immer weniger wird und letztlich dann den harten Knochen wieder gibt und dieses nennt man dann remodeling und zwar sprechen wir dann von der Frakturheilung solange der Markraum wiederhergestellt ist wie t long das mal gesagt hat when bone looks like a bone again dann ist die Fraktur verheilt funktioniert nicht zusammenfasst kann man sagen wir haben also bei der indirekten Frakturheilung drei Phasen die inflammationsphase die Reparation und die remodeling Phase die remodelling Phase ist die längste Phase der Frakturheilung also die indirekte Frakturheilung ist dann wenn wir eine kontrollierte Bewegung im Frakturspalt haben wir brauchen Vitalität des Knochens das haben wir schon gehört wir haben das Granulationsgewebe Einwachsen von Gefäßen dann dies fibröse knorpelgeebe was dann verknöchert und letztendlich wird aus dem Geflechtknochen letztendlich dann lamillärer Knochen durch Umbau des ostionalen remodelings die zweite Art der Frakturheilung ist die direkte Frakturheilung da haben Schenk und willenegger schon in den späten 50er Jahren in der W drüber geforscht also das sind ao granten und sie haben damals auch schon gesagt was wir auch andere gesagt haben wir haben eine nicht sichtbare kalusformation bei der direkten Frakturheilung aber und das werden wir in den nächsten Vorträgen auch noch sehen direkte Frakturheilung also Frakturheilung ohne Kalus benötigt absolute Stabilität ohne absolute Stabilität haben wir keine direkte Faktur ilung und noch mal wir haben bei der direkten Frakturheilung keine kalosbildung wichtig ist der Frakturspalt muss sehr klein sein manche sagen 0,5 andere sagen 1 bis 2 mm wir dürfen kein Bindegewebe im Spalt haben und keine Bewegung also absolute Stabilität hier sieht man sogar ein mikroskopisches Bild schräg diagonal durchlaufend die Frakturlinie wir sehen verschiedene Knochenanteile und in der Mitte sehen wir diese ostonale umbaueinheit wir sehen an der Spitze Osteoklasten und an diesem dunkelroten Bereich sehen wir dann die Osteoblasten die dann den lamillären Knochen wieder bilden also nochmal wir brauchen dafür absolute Stabilität man kann sich das etfach so vorstellen dass W wir im Schweizer Autobahnbau wir haben eine tunnelfräse das ist der bohkopf und dann erfolgt dahinter im Tunnelbau die Armierung und die das Gießen von Beton und hier ist es die Osteoblasten kleiden dann diesen lamelären Knochen quasi aus das Problem ist dass der bohkopf also die Osteoklasten viel aktiver sind sie schaffen 30 bis 100 Mikrometer am Tag aber die Osteoblasten sind etwas träge und schaffen nur ein Mikrometer pro Tag das ist z.B der Grund warum sie im rönchenbild nach 14 Tagen häufig dann eine Erweiterung oder Aufhellung im Frakturspalt sehen können schauen wir uns das noch mal an wenn wir einen kaum sichtbaren Spalt haben dann können wir also direkte fakturheilung haben die osteoosteone können locker auf die andere Seite wandern und damit dann osal den Knochen wieder zusammenfügen haben wir einen etwas breiteren fakturspalt dann sagen wir mal 1 mm oder 1,5 dann schaffen diese ostonalen umbaueinheiten das noch und können noch auf die Gegenseite erreichen aber es kann dann schon sein dass es zu breit ist und das dann nicht mehr direkt sondern schon indirekte frakturhung nämlich kalosbildung passiert und ist der Frakturspalt sehr breit dann funktioniert das mit der direkten Frakturheilung nicht mehr und dann haben wir eine indirekte Frakturheilung dann wachsen nämlich Kapillaren in den fakturspalt es Bildt sich Knochengewebe und das der Spalt wird dann aufgefüllt das ist hier noch mal ein Bild wir sehen bei der bei der direkten Frakturheilung auch immer Nekrosen wie in der Mitte eingezeichnet also jede primäre Frakturheilung ist auch eine gewisse nekrotische Frakturheilung haben wir schmale Spalten und auf die kommt viel Bewegung dann reißen die Osteoblasten wenn wir keine absolute Stabilität hat ein und einmal kurz dargestellt ein schmaler Frakturspalt die ostoblasten können locker auf die andere Seite kommen haben wir ein wenig dienung geht das auch noch haben wir aber zu viel Dehnung dann ist es schlechte Qualität oder Lebensqualität für die Osteoblasten haben wir also eine hohe Spannung in schmalen Spalten dann können die Zellen drin zerreißen deshalb wir brauchen dort absolute Stabilität haben wir eine etwas größeren Spalt wie bei der indirekten fakturheilung haben wir mehrere Zellen darin wie die Kraft übertragen auf mehrere Zellen übertragen was dann für die Einzelzelle nicht so problematisch ist das heißt es verteilt sich auf verschiedene Partner hier noch mal schematisch dargestellt haben wir viele Zellen im Spalt dann wird die äh Kraft auf verschiedene übertragen aber auch da haben wir zu viel dienung kann es dann auch zur fehlenden Frakturheilung kommen da sind wir jetzt schon bei der normalen Frakturheilung also wir haben den weichen Kalos in 3 Wochen harten Kalos in 3 bis vi Monaten haben wir eine verzögerte Heilung dann sehen wir die Zeit von 4er bis 6 Monaten und wenn es nicht heilt sprechen wir von pseudatose Im deutschen oder im englischen von nonunion Verzögerung kann einerseits beim Patienten liegen wir können zu viel Bewegung haben wir können Infekte haben es kann auch an der ostosynthese liegen es kann ein Mangel fragmentkontakt sein und es kann natürlich wieder an der Durchblutung liegen also Knochenheilung ist ein komplexes Geschehen und wichtig ist dass wir äh verschiedene diese Faktoren kennen und frakturstabilität diktiert die biologische Antwort absolute Stabilität gleich direkte Frakturheilung gleich kein Kalus und relative Stabilität indirekte Heilung gleich Kalus und das werden wir mit Ihnen in den nächsten Vorträgen noch weiter erläutern ich danke Ihnen ja vielen Dank lieber Klaus ich habe gesehen es gibt schon Fragen im Chat ich schau Frank du hast dein Mikro nicht an was ich das ja danke ja perfekt zieht sich Klaus kann die Heilung auch beeinflusst werden wenn der Frakturspalt zu eng ist das kann nur dadurch sein wenn man wirklich eine massive Kompression hat und aber das ist selten der Fall man kann durch eine Zugschraube die frakturenden der Knochen ist normalerweise so hart das nicht machen aber beim osteoporotischen Knochen kann das schon passieren dass man durch zu viel Druck auf die Fraktur mehr zerstört als dass man Gutes tut ja dann hat man eine multifragmentäre Fraktur und die Implantate sind im Knochen verschwunden und die sind dann auch noch weg ja das stimmt KUS Pascal wenn du ne ich hatte mal gefü Chat ist jetzt gerade nichts also eigentlich schade das ist so ein tolles Thema weil wir wir sind ja so Handwerker wie Unfallchirurgen und man macht sich da nicht immer so viele Gedanken darüber was da wirklich passiert auf dieser Molekularebene aber man sollte sich schon damit auseinandersetzen gerade auch mit der direkten und indirekten knochenbuchhung wenden wir ja nachher noch mal drauf eingehen und auch mit der Stabilität die man erreicht es ist schon wichtig das verstanden zu haben vielleicht das nicht für jeden von ihnen jetzt so dass wir so ein bisschen da von der na ja von der basiswissenschaft dann später mal zum Operieren kommen also es ist schon wichtiger weg und eine Transferleistung die man als angehender traumatologis schon machen müsste wie siehst du das Klaus oder das ist doch so oder du bist ja jetzt jemand der hat das irgendwie keine Ahnung 40 Jahre gemacht oder so ja du denkst auch mal da dran unabhängig mal von deinem Vortrag jetzt oder ja natürlich ich meine wir werden das ja noch sehen wo brauche ich absolut Stabilität am Knochen in welchen Regionen und wo kann ich relative besser machen oder Zeugen ich denke ähm es ist wichtig wir müssen diese Grundlagen im Hinterkopf haben weil wir das eigentlich bei den Umsetzung dann im OP bei den verschiedenen Techniken doch eigentlich immer brauchen denn wir müssen ja eigentlich wissen was wir wollen wollen wir äh absolute Stabilität ich will jetzt nicht vorgreifen aber äh bei gelenkfakturen würden wir eher lieber absolute Stabilität haben und äh am schaff eher das andere und ähm ja ich denke wir sollten uns da immer drüber klar sein eine Sache vielleicht noch das war mir eben noch eingefallen in sich der Klassifikation da gibt's eine sehr schöne App von der AO die man kostenfrei herunterladen kann die man auf sein Smartphone oder sein Tablet oder was auch immer runterladen kann und hat das dann immer bei sich und dort ist das auch noch mal sehr schön erklärt und man kann eigentlich dort alles ableiten was man für die Fraktur benötigt wenn man dann malen Oberarzt nachts um 3 Uhr anrufen muss um zu sagen was für eine Faktur denn da nun eingetroffen ist nacher auch noch mal drauf zu sprechen Jonas anderm wird noch mal ein schönen Vortrag halten die a surgery reference aber wie gesagt je öfter man das erwähnt umso besser eigentlich das schon recht klaust ja wir haben jetzt praktisch so den ersten Blog ähm der vorträ