Die Messungen der ersten drei Präparate, bei denen wir die Daten der Kapselshift-Operation mit denen der nativen Schulter miteinander verglichen hatten, lieferten uns wenig aussagekräftige Ergebnisse. Die Messreihen in 0° glenohumeraler Abduktion zeigten hierbei eine Tendenz in Richtung Instabilität des Schultergelenks, die in 80°
eine in Richtung Stabilität, wobei kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Zuständen nachgewiesen werden konnte.
Die Ursache hierfür vermuteten wir in dem in einem nativen Schultergelenk vorherrschenden negativen intraartikulären Druck 23, 40. Dieser trägt zu der Stabilität einer unversehrten Schulter bei und ist bei der Kapselshift-Operation durch das Einbringen des Arthroskops und der Arbeitskanülen in den Gelenkraum aufgehoben worden 24. Der Verlust dieses stabilisierenden Faktors verdeckte hierbei einen Teil der stabilisierenden Wirkung des Kapselshifts. Aufgrund dessen haben wir ab dem vierten Versuchstag damit begonnen, zwischen der Messung der nativen Schulter und der nach Kapselshift eine weitere Messserie einzufügen und zwar die der Belüftungsoperation. Auch Tibone et al. 81 haben in ihren Studien bereits das Schultergelenk mit einer Kanüle punktiert, um den stabilisierenden Effekt des intraartikulären Unterdrucks aufzuheben. Nach der Belüftung des Gelenkraums nahm die Beweglichkeit in der anterioren sowie der antero-inferioren Translation in 0°
und in 80° Abduktion signifikant zu, ebenso die Außenrotation in 80° Abduktion. Alle weiteren Messungen (inferiore Translation in 0° und 80°, Außenrotation in 0°) zeigten ebenfalls ein vermehrtes Bewegungsausmaß. Im Vergleich der Messdaten lieferte der Kapselshift nun schlüssige Ergebnisse bzgl. seiner stabilisierenden Wirkung, so dass eine Belüftung des Gelenkraums als Referenz für weitere Stabilitätsmessungen standardmäßig einzuführen ist.
5.3 Kapselshift
Während die offenen Verfahren der Kapselraffung (nach Neer, Jobe, etc.) bereits seit langem erfolgreich zur Stabilisierung der Schulter bei kapsulärer Instabilität eingesetzt werden, erhalten die arthroskopischen Verfahren aufgrund des geringeren Weichteiltraumas, der kürzeren Rehabilitationszeit, der geringeren Komplikationsraten und der besseren Gelenkeinsicht zunehmende Bedeutung. Die Technik der „Falten-Bildung“, bei der mit Hilfe eines Fadens eine Fältelung der anterioren Gelenkkapsel erreicht wird, wird zunehmend häufig angewendet 17, 72, 84. Insbesondere kommt es hierbei nicht zu einer Schädigung der Gelenkkapsel, wie im Rahmen einer thermischen Kapselraffung 2, 52, 77. Hayashi et al. konnten in einer histologischen in-vivo-Studie an 53 Präparaten an der Gelenkkapsel und dem IGHL zu verschieden Zeitpunkten vor und nach einer Laser-assistierten Kapselshrinkage (LACS) (0-38 Monate) signifikante Gewebeveränderung zeigen, welche unter anderem eine vermehrte Hyalinisierung des Kollagen und das Auftreten von Zellnekrosen aufwiesen. Aber auch synoviale, zelluläre und vaskuläre Reaktionen sowie eine Vermehrung der Fibroblastenzahl konnte beobachtet werden. Diese pathologischen Veränderungen waren hierbei nur teilweise reversibel (Beobachtungszeitraum: 7-38 Monate) 29. Andererseits konnte aber bereits 1996 von Hardy et al. 26 gezeigt werden, dass Patienten mit einer arthroskopischen Bankart-Operation in Kombination mit einer thermischen Kapselraffung hinsichtlich der Rezidivraten ein besseres Ergebnis erreichten. Auch neuere Studien bestätigten den Erfolg der thermischen Kapselraffung 10, 56 als sinnvolle Ergänzung zur Refixation des Labrum glenoidale allein. Die Arbeit von Alberta et al. 1 zeigte an Kadaverschultern als Bestätigung dieser Ergebnisse eine signifikante Stabilisierung des Schultergelenks durch eine Kapselraffung in Nahttechnik. In Anbetracht der oben genannten Nachteile der thermischen Verfahren wurde die arthroskopische Kapselraffung durch Nähte für die Versorgung der Schulterinstabilität als weitestgehend gewebsschonende Alternative angesehen. In unserer Arbeit hingegen konnten wir keine signifikante Stabilisierung der Schultern durch Kapselnähte nachweisen.
Zeigten sich in der Arbeit von Alberta et al. signifikante Bewegungsminderungen in der Außenrotation im Mittel von 12,6° (p=0,003) wie auch in der anterioren (6,5 mm (49,8%); p<0,001), posterioren und inferioren (0,5 mm (3,2%); p=0,04) Translation,
so konnten wir in unserer Arbeit lediglich eine signifikante Reduktion der Außenrotation (0°: 60,7 auf 56,0°; p=0,03 / 80°: 98,8 auf 91,1°; p=0,03) als Effekt der Kapselraffung nachweisen. Die Translationsmessungen ergaben keinerlei signifikante Stabilisierung. Im Gegensatz zu unserer Arbeit verwendete Alberta bei seinem Kapselshift FASTak-Anker (2,8 mm, Titanium) der Firma Arthrex, mit denen er die gerafften Kapselanteile am Glenoid fixierte, während wir lediglich eine isolierte Fältelung des Gewebes mit insgesamt vier Fiberwire®-Fäden je Schulter durchführten, ohne dieses knöchern zu fixieren. Zusätzlich bezog Alberta die Messdaten nach Kapselshift auf den Zustand einer zuvor geweiteten Gelenkkapsel, wogegen wir in unserer Arbeit den Kapselshift mit Messwerten der belüfteten Schulter bei intaktem Kapsel-Band-Apparat verglichen.
Auch Speer et al. 76 untersuchten in einer Arbeit verschiedene Möglichkeiten eines anterioren Kapselshifts, wobei sie zuvor eine künstliche Bankart-Läsion erzeugten und anschließend die Kapselstrukturen mithilfe transglenoidaler Nähte knöchern fixierten. Auch sie konnten signifikante Reduktionen der Translations- und Rotationsbewegungen nach dem Kapselshift zeigen. Möglicherweise sind hierdurch die Differenzen zu unseren Ergebnissen zu erklären. Andererseits ist es möglich, dass ein arthroskopischer Kapselshift nur einen Effekt bei einer geschädigten, d.h.
geweiteten Gelenkkapsel zeigt und bei intakten Gewebsstrukturen nur geringe Auswirkungen gemessen werden können.
5.4 Arthroskopische anteriore Schulterstabilisierung mit Nahtankern
Zur bestmöglichen Wiederherstellung der anatomischen Verhältnisse bei der traumatischen vorderen Schulterinstabilität galt wegen der geringen Redislokationsraten von 2-8% 15, 18, 37, 88 jahrelang die offene Operationstechnik nach Bankart als Goldstandard 3, 18, 35, 69. In den letzten 20 Jahren jedoch gewann die arthroskopische Versorgung der Schulterinstabilität zunehmend an Bedeutung, obwohl sie in den ersten Jahren wegen der unakzeptabel hohen Reluxationsraten von vielen Operateuren wieder verlassen wurde 51. Konzentrierte sich anfänglich die chirurgische Vorgehensweise auf die Refixation des abgelösten antero-inferioren Labrums 51, so belegen zahlreiche Studien die funktionell hohe Bedeutung der ligamentären Strukturen, vor allem die stabilisierende Wirkung des inferioren glenohumeralen Ligaments (IGHL) 59, 83, 85, 87, bei der vorderen Schulterinstabilität, weswegen die Refixation dieser Bandstrukturen verstärkt an Bedeutung zugenommen hat. Mologne et al. 57 schlussfolgerten diesbezüglich aus ihrer Studie, in welcher sie fehlgeschlagene Stabilisierungsversuche analysierten und in mehr als der Hälfte der Fälle ein stabiles Labrum vorfanden, dass die Qualität der antero-medialen Kapsel eine entscheidende Rolle hinsichtlich der Gelenkstabilität spielt.
Zudem wurden die arthroskopischen Operationstechniken zur Behandlung der Schulterinstabilität stetig weiterentwickelt, wobei Anfang der 90er Jahre Wolf et al. 89 die Verwendung von Nahtankern einführten. Der Vorteil dieser Anker wurde in der zusätzlichen Möglichkeit der Kapselraffung bei der Refixation des Labrum glenoidale gesehen. Klinische Studien über arthroskopische Stabilisierungen mit Nahtankern konnten vielversprechende Ergebnisse aufgrund deutlich verminderter Reluxationsraten im Vergleich zu den ersten arthroskopischen Behandlungen zeigen
16, 39, 44, 83.
Hinsichtlich der Wiederaufnahme sportlicher Aktivitäten zeigen die Ergebnisse einiger Studien sogar eine Unterlegenheit der offenen Verfahren gegenüber den arthroskopischen 7, 69. In einer anderen Studie hingegen verglichen Cole et al. 13 sowie Levine et al. 49 eine arthroskopische Bankart-Operation mit einem offenen Kapselshift-Verfahren und konnten mit Ausnahme der Flexion hinsichtlich der postoperativen Beweglichkeit, Reluxationsrate oder Sportfähigkeit keinerlei signifikanten Unterschiede feststellen. Lenters et al. 47 dagegen verglichen 18
Studien miteinander und fanden heraus, dass Patienten, deren Schulterinstabilität arthroskopisch versorgt worden war, gegenüber denen mit offener Versorgung hinsichtlich des Rowe-Scores deutlich profitierten, allerdings zugleich signifikant erhöhte Reluxations- und Instabilitätsraten aufwiesen. Demnach läge die hohe Zufriedenheit der Patienten mit arthroskopischer Versorgung vermutlich in der postoperativ hohen Funktion und Beweglichkeit der betroffenen Schulter.
Hinsichtlich der verschiedenen arthroskopischen Operationstechniken konnten Van Oostveen et al. 86 in ihrer Arbeit zeigen, dass die Verwendung von Nahtankern im Gegensatz zur transglenoidalen Nahttechnik signifikante Vorteile aufgrund geringerer postoperativer Komplikations- und Reluxationsraten besitzt, was auch Lenters et al.
bestätigen konnten 47.
Vergleichbar mit der Arbeit von Speer et al. 76 und Black et al. 8 erzeugten wir in unserer Arbeit die Bankart-Läsion durch eine Dissektion des Labrums vom Glenoid und der Kapsel vom Labrum in der 1 Uhr bis 5 Uhr Position. Dies führte zu einer Ablösung der Ligamentae glenohumerale medius et inferius, wodurch eine potentielle stabilisierende Wirkung dieser beiden Bandstrukturen aufgehoben worden ist. Da die Anzahl der präoperativ erfolgten Luxationen keinen Einfluss auf das Operationsergebnis besitzt 51, ist eine einmalige, künstlich erzeugte Bankart-Läsion ausreichend für ein repräsentatives Ergebnis bei der Testung anteriorer Stabilisierungstechniken.
Hierbei zeigten die Ergebnisse unserer Arbeit, dass alle Messdaten nach Bankart-Läsion im Vergleich zum nativen Zustand der Schulter, also sämtliche Translationen wie auch die Außenrotation, in 0° ebenso wie in 80° glenohumeraler Abduktion, signifikant an Ausmaß zugenommen haben, was die Qualität und somit die Eignung des von uns verwendeten Modells einer traumatischen Schulterinstabilität bestätigt.
Vergleichbar mit Black et al. verwendeten wir bei der Labrumrefixation je Schulter drei Nahtanker und achteten besonders auf die stabile Versorgung der inferioren Anteile des Labrums, da dies für die Vermeidung eines späteren Rezidivs entscheidend ist 8. Wir erhielten durch Vergleich der Daten nach Ankersetzung im Bezug zu denen der Bankart-Läsion eine signifikante Verminderung der Außenrotation und der antero-inferioren Translation in 0° und in 80° Abduktion, sowie der inferioren Translation in 80° Abduktion. Mit einem p-Wert von je 0,074 konnte
hinsichtlich der anterioren Translation demgegenüber keine signifikante Stabilisierung erreicht werden, wobei auch hier der Trend zur stabilisierenden Wirkung der Ankersetzung zu sehen ist (0°: 9,4 auf 6,2 mm; 80°: 7,8 auf 4,3 mm).
Bei der inferioren Translation in 0° Abduktion bestätigte sich dieser Trend (5,0 auf 3,7 mm; p=0,098).
Die Ergebnisse unserer Arbeit zeigen, dass die Versorgung einer traumatischen vorderen Schulterinstabilität mit der Nahtankertechnik zu einer ausreichenden und mit der nativen Stabilität vergleichbaren Restabilisierung des Schultergelenks führt.
Die guten experimentellen Ergebnisse der Nahtankertechnik bestätigen die zunehmende klinische Verwendung mit dem Trend, diese Technik als Standardverfahren bei anteriorer Schulterinstabilität anzuwenden. Marquardt et al. 51 fanden in ihrer Arbeit ähnliche Ergebnisse (signifikante Reduktion der Außenrotation, deutliche – aber nicht signifikante – Reduktion der anterioren Translation). Dabei entwickelten sie ein Instabilitätsmodell, bei dem sie die Bankart-Läsion möglichst realitätsnah, nach Schulterluxation und nicht chirurgisch, erzeugten sowie diese unter Verwendung von Mitek Panalok Ankern diese anschließend arthroskopisch refixierten.
Darüber hinausgehend verglichen wir in unserer Arbeit die Messdaten nach Ankersetzung mit denen der nicht-operierten Schulter und konnten zeigen, dass die Werte nach Versorgung der Schulterinstabilität mit FASTak®-Titan-Ankern mit denen der nativen, also intakten Schulter vergleichbar waren. Wir fanden lediglich in 0°
Abduktion eine signifikante Reduktion der Außenrotation von 64,2° auf 44,7°
(p=0,012), sowie eine Verminderung der inferioren Translation in 80° Abduktion von 2,5 auf 1,4 mm (p=0,027). Die übrigen Messungen ergaben keine signifikanten Unterschiede der Restabilisierung zur nicht-operierten Schulter. Hieraus schließen wir, dass mit der arthroskopischen Nahtankertechnik in der Versorgung der vorderen Schulterinstabilität anatomisch und funktionell gute Ergebnisse zu erreichen sind.
Einige Autoren sehen dabei in der postoperativen geringen Einschränkung der Außenrotation sogar Vorteile dieser Methode 39, da bei gleichem Outcome im Vergleich zu offenen Techniken das Rotationsausmaß nur geringfügig vermindert ist.
Zusätzlich wird in anderen Arbeiten nach verschiedenen offenen Eingriffen über vermehrt auftretende Bewegungseinschränkungen, insbesondere der Außenrotation, berichtet, welche sogar mit deutlich erhöhten postoperativen Arthroseraten mit meist erheblicher Schmerzhaftigkeit einhergehen 27, 28, 55. Hierzu sei allerdings noch einmal
darauf verwiesen, dass wir mit unserem Kadavermodell keine postoperativen Heilungs- und Umbauprozesse untersuchen können.
Bei Patienten, welche postoperativ stark unter der Rotationseinschränkung des adduzierten Armes leiden, kann mit speziellen physiotherapeutischen Maßnahmen nach Abheilung der operierten Strukturen der Bewegungsumfang wieder auftrainiert werden.
Außerdem beschränkt sich die erwähnte signifikante Reduktion der Außenrotation lediglich auf die Neutral-Stellung der Schulter, also auf 0° glenohumeraler Abduktion.
In dieser Armhaltung spielt die Außenrotation im Schultergelenk hinsichtlich verschiedener Aktivitäten eine eher untergeordnete Rolle. Von größerer klinischer Relevanz ist die Außenrotation bei abduziertem Arm, da diese im Alltag und bei diversen Wurf- und Schlagsportarten (Handball, Tennis, Badminton, uvm.) häufiger benötigt wird.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass die arthroskopische Versorgung einer Bankart-Läsion unter Verwendung von Nahtankern zu einer guten Restabilisierung führt und die Bewegungsausmaße der glenohumeralen Translationen und Außenrotation mit dem präoperativen Zustand vergleichbar sind.
6. Zusammenfassung
Die vorliegende Studie untersucht biomechanisch die bei vorderer Schulterinstabilität häufig verwendeten arthroskopischen Stabilisierungstechniken Kapselshift und Nahtankertechnik.
Diesbezüglich wurde der Versuchsablauf in mehrere Abschnitte gegliedert: Zunächst wurde untersucht, welchen Effekt eine reine Belüftung des Schultergelenks auf die glenohumerale Stabilität hat. Im nächsten Schritt untersuchten wir die Auswirkungen einer arthroskopischen Kapselraffung mit Nähten. Nachfolgend testeten wir die Stabilität der arthroskopischen vorderen Schulterstabilisierung unter Verwendung von nichtresorbierbaren Titan-Nahtankern nach mittels Präparation erzeugter Bankart-Läsion. Bei sämtlichen Untersuchungen maßen wir die glenohumerale Translation nach anterior, inferior und antero-inferior, sowie die Außenrotation, jeweils in 0° und 80° glenohumeraler Abduktion an humanen Schulterkadavern in einem roboterassistierten Schultersimulator.
Die Untersuchungen der Belüftungsoperation sowie des Kapselshifts wurden an sechs Kadaver-Schulterpräparaten durchgeführt, welche ein mittleres Alter von 80,7 (64 – 85) Jahren hatten. Durch die Belüftung der Schultern kam es zu einer signifikanten Vergrößerung der anterioren (0°: 3,3 mm auf 7,8 mm; p=0,03 / 80°:
4,8 mm auf 8,9 mm; p=0,03) und antero-inferioren Translation (0°: 3,8 mm auf 9,7 mm; p=0,03 / 80°: 5,4 mm auf 7,8 mm; p=0,03) in 0° und 80° Abduktion sowie zu einer gesteigerten Außenrotation in 80° Abduktion (95,1° auf 98,8°; p=0,03). Durch den Kapselshift ließ sich zwar die Außenrotation signifikant verringern (0°: 60,7° auf 56°; p=0,03 / 80°: 98,8° auf 91,1°; p=0,03), jedoch keine Verminderung der Translationen erreichen.
Die arthroskopische Schulterstabilisierung mit Titan-Nahtankern wurde an neun Schulterpräparaten (mittleres Alter: 77,3 (64 - 85) Jahre) durchgeführt. Hierfür erzeugten wir zunächst eine Bankart-Läsion, welche wir im Anschluss auf beschriebene Weise restabilisierten. Durch die simulierte Bankart-Läsion kam es zu einer signifikanten Vergrößerung der glenohumeralen Translationen in allen drei Messrichtungen in 0° und 80° Abduktion um 50% bis zu 279% im Vergleich zum Ausgangswert bei ebenfalls signifikant vermehrter Außenrotation.
Durch die Nahtankerstabilisierung konnte die Translation in allen Richtungen derart verringert werden, dass sich kein signifikanter Unterschied mehr zur nicht-operierten Schulter fand. Die Außenrotation in 0° Abduktion war jedoch gegenüber dem Ausgangswert signifikant (p=0,012) um durchschnittlich 19,5° vermindert (von 64,2°
auf 44,7°), wobei wir keine Verringerung der Außenrotation in 80° Abduktion gemessen haben.
Die Studie zeigt, dass die arthroskopische ventrale Kapselraffung mit Nähten am Schultergelenk zu einer signifikanten Verringerung der Außenrotation ohne signifikante glenohumerale Translationsminderung führt. Mit der Nahtankertechnik kann dagegen bei simulierter vorderer Schulterinstabilität, unter Verringerung der Außenrotation in Neutralstellung, eine signifikante Restabilisierung erreicht werden, vergleichbar mit der Stabilität der nicht-operierten Schulter.
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