Arthrosen im Bereich des oberen Sprunggelenks treten gehäuft nach Verletzungen im Rahmen von Freizeit- und Arbeitsunfällen auf. Durch zunehmenden Anspruch an eine aktive Lebensführung und bleibende Mobilität auch im höheren Lebensalter erscheinen dauerhafte Lösungen zur Versorgung arthrotisch veränderter oberer Sprunggelenke attraktiv. Auch werden Verletzungen des oberen Sprunggelenks aufgrund von gesteigerter Unfallhäufigkeit in Freizeit, Sport und Straßenverkehr immer häufiger beobachtet.

Zu den typischen Verletzungsformen zählen neben höhergradig offenen Frakturen mit meist sehr langwierigen Verläufen die Gelenkfrakturen des Pilon tibiale sowie des Talus. Trotz hoher Versorgungskapazitäten und adäquater Osteosyntheseverfahren führen solche Verletzungsformen aufgrund bleibender Inkongruenzen nicht selten zur verfrühten posttraumatischen Arthrose.

Aufgrund der sich einstellenden klinischen Symptomatik mit rezidivierenden Synoviotiden mit Gelenkergüssen, die später nicht selten auch in Ruhe auftreten, ist die Lebensqualität betroffener Patienten stark eingeschränkt.

Die Arthrodese des oberen Sprunggelenks als etabliertes Operationsverfahren hat trotz des Einsatzes alternativer Behandlungsmethoden einschließlich der Sprunggelenkarthroplastik insbesondere bei jüngeren und aktiven Patienten ihren hohen Stellenwert für die Therapie primärer und sekundärer Arthrosen beibehalten.

Historischer Überblick

Der Begriff Arthrodese entstammt dem Griechischen und meint eine feste Gelenkbindung. Historisch kam zunächst die Arthrodese am Kniegelenk bei Beinlähmungen infolge der Poliomyelitis zum Einsatz. Unterschiedliche Operationsverfahren wurden u. a. von Langenbeck [34] inauguriert. Zu erwähnen ist Albert [1], der den Einsatz der Kniegelenkarthrodese auf die Indikation der Kniegelenkkontraktur nach Infekt ausweitete. Obwohl Albert 1879 erstmals eine Versteifungsoperation des oberen Sprunggelenks bei einem jungen Mädchen beschreibt, wird der Begriff der Arthodese erst später durch einen seiner Mitarbeiter erwähnt.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts etablierten sich viele unterschiedliche Arthrodesetechniken. Neben dem Kniegelenk wurde die Indikation auf Erkrankungen des Sprunggelenks, der Fußwurzel und angeborener Fußdeformitäten erweitert. Um 1910 kam die von Cramer beschriebene Arthrodese des oberen Sprunggelenks mit Spaninterposition zum Einsatz. Ende der 1920er Jahre wurde die Indikation auch auf Arthrosen des oberen Sprunggelenks erweitert [34]. Das Problem der Fixation der Resektionsflächen wurde erst Anfang der 1950er Jahre mit Einführung der Kompressionsarthrodese—zunächst mittels Spanbügel durch Greifensteiner und später mittels Fixateur etxterne durch Charnley—angegangen [8].

Bleibende Probleme und hohe Komplikationsraten dieser Methoden führten zur Weiterentwicklung interner Fixationsverfahren mittels Spongiosschrauben durch Allgöwer. Anfang der 1970er Jahre wurden zusätzliche Osteosyntheseverfahren mit Kompressionswinkelplatten durch Mittelmaier und das Prinzip der Zugschraubenosteosynthese durch Zimmermann [34] bekannt. Eine arthroskopisch assistierte Arthrodese des oberen Sprunggelenks findet erstmals 1983 durch Schneider Erwähnung [17].

In der Literatur werden über 50 verschiedene Arthrodesetechniken beschrieben, die sich in interne und externe Osteosyntheseverfahren einteilen lassen [4, 5, 10, 13, 14, 19, 21, 38, 25, 27, 30, 32, 33, 36, 40]. Zu den internen Verfahren gehören sowohl die Verriegelungsarthrodesen mit ventralem Tibiaspan oder Fibulatransplantat als auch die Kompressionsarthrodesen durch Verschraubung oder Verwendung von Winkel- oder T-Platten. Trotz Einführung und Verbesserung der Sprunggelenkarthroplastik hat die Arthrodese des oberen Sprunggelenks ihre Bedeutung als Therapie der Wahl bei fortgeschrittenen degenerativen Veränderungen unterschiedlichster Genese bis heute bewahrt. Behandlungsziele sind neben der Schmerzreduktion die Wiederherstellung der Mobilität bei möglichst geringem Funktionsverlust.

Präoperative Diagnostik

Bevor eine Arthrodese des oberen Sprunggelenks in Frage kommt, sollte neben einer gründlichen Anamneseerhebung eine ausführliche klinische Untersuchung durchgeführt werden. Hierbei werden neben Parametern wie subjektive Beschwerden, schmerzfreie Gehstrecke und bisherige Schuhversorgung auch verschiedene Begleiterkrankungen erfasst. Bei der klinischen Untersuchung sollte dem Gangbild sowie der Gelenkfunktion besondere Beachtung geschenkt werden. Von Bedeutung ist die Erfassung von femorotibialen Achsdeformitäten, die zu Fehlbelastungen des oberen Sprunggelenks führen können. Häufig kann durch eine Korrektur der proximalen Fehlstellung insbesondere bei biologisch jungen und aktiven Patienten mit nur geringgradig ausgeprägter Arthrose eine Arthrodese des oberen Sprunggelenks vermieden werden. Zusätzlich sollten konventionelle Röntgenbilder des oberen Sprunggelenks in a.-p.- und seitlichem Strahlengang angefertigt werden. Ferner kommen CT und MRT sowie bei besonderer Indikation die Szintigraphie zum Einsatz [40]. Häufig komplettiert die Arthroskopie die klinische Diagnostik.

Indikationen

Zu den wesentliche Indikationen der Arthrodese des oberen Sprunggelenk zählen [2, 3, 6, 38]:

  • posttraumatische Arthrosen,

  • Arthrosen sonstiger Genese,

  • chronische Gelenkinfektionen,

  • rheumatische Arthritis,

  • Fehlstellungen und Deformitäten infolge paralytischer oder spastischer Lähmung,

  • posttraumatische Osteonekrosen (meist in Kombination mit subtalaren Arthrodesen oder als tibiokalkaneare Arthrodese).

Hinsichtlich der Indikationsstellung fließen Parameter wie Gewicht, Alter, Beruf sowie die persönlichen Ansprüche und Erwartungen des Patienten mit in die Entscheidungsfindung ein [32]. Entscheidend sind aber die individuellen Beschwerden des Patienten mit Einschränkung der alltäglichen Leistungsfähigkeit und Lebensqualität in Beruf und Freizeit.

Arthrodeseverfahren

Abhängig vom Operationszeitpunkt kann zwischen einer Primärarthrodese, einer Früharthrodese sowie einer Spätarthrodese differenziert werden [34].

Die Primärarthrodese kommt in der Regel nur bei ausgedehnten Gelenkfrakturen mit infausten Rekonstruktionsaussichten zum Einsatz und stellt ein technisch hoch anspruchsvolles Verfahren dar.

Eine Früharthrodese wird spätestens 6 Monate nach Trauma durchgeführt. Die Spätarthrodese findet meist bei posttraumatischen oder bei degenerativen Situationen Anwendung. Besondere Berücksichtigung sollten immer auch die Nachbargelenke finden, da ihre physiologische Integrität das funktionelle Ergebnis mit beeinflusst.

Bezüglich der Operationsmethode existieren eine Vielzahl an unterschiedlichen Verfahren, die das Prinzip der Gelenkflächenkompression verfolgen [27, 30].

Positive prädiktive Faktoren sind neben einer ausreichenden Kompression der Arthrodeseflächen durch stabile Fixation die Schaffung vitaler spongiöser Oberflächen unter Berücksichtigung der Gelenkflächenkonformität benachbarter Gelenke. [29]. Hinsichtlich der Arthrodeseformen unterscheidet man die Verriegelungs- und die Kompressionsarthrodese [34].

Die Verriegelungsarthrodese mit Verriegelungsspan in der Technik nach Campbell oder Wilson [36] beschreibt den Einsatz eines Knochenspans zur Überbrückung des Gelenkspaltes. Auch findet die Verwendung eines Fibulatransplantates in der Technik breite Anwendung. Die reinen Verriegelungstechniken weisen jedoch höhere Komplikationsraten auf und werden zu Gunsten der Kompressionsarthrodesen zurückhaltender eingesetzt. [11]. Indikationen zur Verriegelung bestehen sicherlich bei ausgeprägten knöchernen Defekten oder wenn eine Talusnekrose zu erwarten ist [3, 27]. Hierzu wird die Verriegelungsarthrodese unter Verschraubung des distalen Fibulaspans mit einer zusätzlichen Kompressionsarthrodese kombiniert. Auch kann eine Verriegelungsspanarthrodese mit anteriorem Tibiaverschiebespan bei Revisionsarthrodesen oder kritischen Durchblutungssituationen zum Einsatz kommen.

Am häufigsten kommen die Kompressionsarthrodesen zur Anwendung. Ziel ist, die Resektionsflächen von Tibia und Talus unter Kompression zubringen, um so eine zügige knöcherne Konsolidierung zu bewirken [2, 38]. Die Methode findet mit interner Fixation durch Schrauben und/oder Platten oder mit externer Fixation mittels Fixateur externe Anwendung [2, 10]. Voraussetzung ist die sparsame planparallele Entknorpelung oder Resektion der Gelenkflächen [2]. Eine Spongiosaanlagerung wird von einigen Autoren bei bestehenden Gelenkinkongruenzen oder größeren Knochendefekten propagiert. Seltener findet der Fixateur externe aufgrund häufiger Infekte entlang der Steinmann-Nägel und der geringeren Fusionsraten Verbreitung. [2, 12, 27]. Sichere Indikationen für eine externe Fixation finden sich bei Osteoporose im Rahmen neuropathischer Erkrankung oder bei lokalen Infektsituationen (Abb. 1, 2).

Abb. 1
figure 1

OSG-Arthrodese mittels Fixateur externe bei ausgeprägter Osteoporose

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Abb. 2
figure 2

Ausheilungsergebnis nach Fixateur-externe-Arthrodese bei Zustand nach Infektpseudarthrose mit Fibulaspaninterposition

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Bezüglich der technischen Durchführung der Kompressionsarthrodese bestehen zahlreiche Modifikationen. Die weiteste Verbreitung findet die Schraubenkompressionsarthrodese, die auch als „golden standard“ bezeichnet wird [12, 40]. Die 4-Schrauben-Technik nach Zwipp über einen ventromedianen Zugang beschreibt die Fixation der Gelenkpartner mittels vier 6,5er-Spongiosaschrauben, wobei 2 Schrauben parallel zur distalen Tibia in den medialen und lateralen Taluskörper platziert werden, die 3. Schraube vom dorsalem Innenknöchel in den Tauskopf und zusätzlich eine 4. Schraube transversal vom Außenknöchel in den Talus positioniert wird.

Weiterhin weite Verbreitung findet die von Müller inaugurierte 2-gekreuzte-Schrauben-Technik, die zusätzlich mit einer ventralen Antirotationsplatte oder zusätzlicher ventralen Schraube kombiniert werden kann, in ihren zahlreichen Modifikationen (Abb. 3, 4, 5). Häufig zu nennende Komplikationen sind versehentliche subtalare Schraubenpositionierungen und die Kreuzung der Schrauben im Arthrodesespalt (Abb. 6).

Abb. 3
figure 3

Zustand nach Arthrodese des oberen Sprunggelenks in 2-Schrauben-Technik mit zusätzlicher ventraler Schraube

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Abb. 4
figure 4

Posttraumatische Arthrose des oberen Sprunggelenks nach auswärtiger osteosynthetischer Versorgung

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Abb. 5
figure 5

Kontrolle 6 Monate postoperativ nach Arthrodese des oberen Sprunggelenks in 2-Schrauben-Technik mit zusätzlicher fibulotibialer Schraube

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Abb. 6
figure 6

Typische Schraubenfehllagen bei Arthrodese des oberen Sprunggelenks in 2-Schrauben Technik

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Bei ausgeprägter Osteoporose, Osteolysen, Infekten und peripheren arteriellen Durchblutungsstörungen sollten externe Kompressionsarthrodesen diskutiert werden [38, 40].

Eine interessante Methode stellt die Arthrodese des OSG mit anterograd oder retrograd eingebrachten Kompressionsmarknägeln dar. Durch ein spezielles Nageldesign ist eine stabile Verriegelung im Talus mit axialer Kompressionsausübung und hoher Primärstabilität möglich [26]. Durch den speziellen Mechanismus kann eine aktive Kompression hergestellt werden, die eine gipsfreie Weiterbehandlung ermöglicht. Die sehr weit distal platzierten Verriegelungsmöglichkeiten bieten eine sichere Verankerung im Talus. Zusätzlich kann eine Spongiosaanlagerung, z. B. in Dübeltechnik, angewendet werden (Abb. 7).

Abb. 7
figure 7

1-Jahres-Ergebnis bei Zustand nach posttraumatischer Arthose des oberen Sprunggelenks und Einstellung der Arthrodese mittels anterograd eingebrachtem Kompressionsmarknagel

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Die arthroskopisch assistierte Arthrodese (AAA; [15, 17, 18, 19, 28, 31]) des oberen Sprunggelenks mit Minimierung des Zugangstraumas stellt eine interessante Alternative zur konventionellen Arthrodese im Bereich des oberen Sprunggelenks dar. Die weichteilschonende arthroskopische Technik macht diesen Eingriff besonders empfehlenswert für Patienten mit hohem Risiko zu postoperativen Wundrand- und Weichteilnekrosen. Hierzu zählen Patienten mit Gefäß- und Hauterkrankungen, mit Diabetes mellitus und Autoimmunerkrankungen.

Patienten mit starken Formabweichungen der Gelenkpartner im Sinne von Valgus-, Varus- oder Rotationsfehlstellungen und Patienten mit starkem Substanzverlust (aseptische Knochennekrose, große rheumatoide Zysten) sollten nicht in arthroskopischer Technik operiert werden [19, 28, 31]. Hier muss die Korrektur der knöchernen Deformitäten zusätzlich mit Weichteileingriffen oder Spongiosaplastiken kombiniert werden. In ausgewählten Fällen wurde die Indikation jedoch bereits dahingehend erweitert, dass die AAA mit autologer Spongiosaplastik kombiniert wurde [19]. Auch bei posttraumatischen Arthrosen wird das Verfahren bereits erfolgreich eingesetzt. Aus eigenen Erfahrungen kann der Autor über gute und sehr gute Ergebnisse bei entsprechender Indikationsstellung berichten (Abb. 8, 9, 10, 11, 12).

Abb. 8
figure 8

Anbohrung der Tibia bei posttraumatische Arthrose und arthroskopisch assistierter Arthrodese (AAA)

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Abb. 9
figure 9

Abrasionschondroplastik zur Vorbereitung der tibialen und talaren Gelenkfläche bei der arthroskopisch assistierten Arthrodese

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Abb. 10
figure 10

Schaffung kortikospongiöser Oberflächen mittels Meißel bei der arthroskopisch assistierten Arthrodese

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Abb. 11
figure 11

Prä- und postoperative Situation bei Zustand nach arthroskopisch assistierter Arthrodese

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Abb. 12
figure 12

Ausheilungsergebnis 1 Jahr nach arthroskopisch assistierter Arthrodese

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Komplikationen

Zu den mögliche Komplikationen nach Arthrodeseoperationen im Bereich der Sprunggelenke sowie deren Häufigkeiten werden in der Literatur je nach angewandter Methode sehr uneinheitliche Angaben gemacht. Zu den am häufigsten auftretenden Komplikationen zählen die Sekundärarthrose in benachbarten Gelenken (0–100%), die Pseudarthrose (4–35%) und die postoperativen Wundheilungsstörungen (4–26%). Seltener werden postoperative Fehlstellungen (2–10%) und Stressfrakturen (2–8%) genannt [7, 11, 20, 22, 23, 37, 41].

Konstatierbar ist, dass die Komplikationsraten bei externen Fusionstechniken deutlich höher sind als bei internen Verfahren [41]. Zu den allgemeinen Risikofaktoren zählen neben dem Diabetes mellitus Durchblutungsstörungen und die Osteoporose.

Nachbehandlung

Die Nachbehandlung der Arthrodese des oberen Sprunggelenks ist bei Durchsicht der Literatur sehr uneinheitlich. Auch wird die primäre Belastbarkeit der Arthrodese von den einzelnen Autoren unterschiedlich eingeschätzt. So finden sich neben gipsfreien frühfunktionellen Ansätzen unter Entlastung oder Teilbelastungen [12, 35, 40] auch restriktive Ansätze mit 6- bis 12-wöchiger Immobilisation im Gips ohne jegliche Belastung [3, 32, 38, 40]. Subsummierend lässt sich jedoch ein Trend zur eher frühfunktionellen Nachbehandlung bei differenzierten und kooperativen Patienten erkennen. Häufig findet zunächst eine Gipsschienenimmobilisation bis zur gesicherten Wundheilung statt, anschließend kann bei stabiler Arthrodese und kooperativen Patienten eine funktionelle Nachbehandlung mit Solenkontakt erfolgen [38]. Nach der 6. postoperativen Woche wird ein Unterschenkelgehgips für weitere 3–6 Wochen angelegt. Danach erfolgt die Vollbelastung mit entsprechender Schuhversorgung.

Nach Thermann erfolgt bei stabiler Arthrodese die Behandlung gipsfrei und frühfunktionell mit einer Teilbelastung von 15 kg. Nach gesicherter Wundheilung wird für weitere 6 Wochen die Mobilisation im Therapieschuh bei 30 kg Teilbelastung angestrebt [35]. Bei schlechter Knochenqualität wird die Teilbelastung für 6, bei Verwendung eines Knochenspans für 12 Wochen angeraten.

Allen Behandlungskonzepten gemeinsam ist die subjektive Wertung durch den Operateur. Handelt es sich um eine stabile Arthrodese bei jüngeren und kooperativen Patienten, so ist die Bereitschaft zu einem frühfunktionellem Nachbehandlungskonzept größer.

Diskussion

Bezüglich der Operationsziele und der Indikation besteht in der Literatur weitgehend Einigkeit. Ziel einer Arthrodeseoperation im Bereich des oberen Sprunggelenks ist neben der Schmerzreduktion die Beseitigung von Instabilitäten sowie die Wiederherstellung einer hinreichenden Mobilität.

Hinsichtlich der anzuwendenden Arthrodesetechnik besteht nach wie vor eine große Meinungsvielfalt, jedoch gilt die Kompressionsschraubenarthrodese als Methode der Wahl [27, 40]. Die breite Streuung der unterschiedlichen Komplikationen einzelner Autoren zeigt, dass eine Standardisierung der operativen Technik noch nicht erfolgt ist. Die meisten Autoren verwenden die 4-Schrauben-Technik oder 2 gekreuzte Schrauben. Bei größeren Defekten oder Osteonekrosen des Talus findet die tibiokalkaneare Arthrodese in Kompressionsschraubentechnik oder mit Fixateur externe vielfach Anwendung.

Viele Autoren verwenden zusätzlich eine Spongiosaplastik, insbesondere bei größeren Defekten, Zysten oder Gelenkinkongruenzen.

Die Fußstellung nach Arthrodese hat einen wesentlichen Einfluss auf die postoperativen Langzeitergebnisse [36]. Einheitlich gilt eine Neutralstellung bis maximal 5° Spitzfuß, ca. 5° Valgisierung sowie eine Außenrotation des Fußes von 5–10° im Vergleich zur Gegenseite. Bei experimentellen Untersuchungen fanden sich nach Arthrodese im oberen Sprunggelenk eine deutliche Druckzunahme, insbesondere im Bereich der dorsalen Facette des Subtalargelenks [36]. Der Fuß sollte daher gegen den Unterschenkel um ca.1 cm zurückversetzt sein, um durch die Reduktion des anterioren Hebelarms frühzeitigen degenerativen Veränderungen der benachbarten Gelenke—insbesondere des Subtalargelenks—vorzubeugen und ferner ein günstigeres Gangbild zu ermöglichen. Als intraoperative Markierung sollte der vordere Schnitt des Talus mit der Tibiavorderkante abschließen [38, 40].

Auch hat sich bei den meisten Autoren das CT gegenüber der konventionellen Röntgendiagnostik zur Frühdiagnostik von Materialfehllagen in der postoperativen Nachsorge durchgesetzt. Hier zeigt sich das Computertomogramm gegenüber konventionellen Röntgenbildern deutlich überlegen, auch wenn zur Beurteilung der Achsverhältnisse oder möglicher Anschlussarthrosen ein konventionelles Röntgenbild ausreicht.