Die demografische Entwicklung führt zu einem Anstieg komplexer distaler Humerusfrakturen mit begleitend schlechter Knochenqualität. Obgleich das primäre Ziel einer Gelenkrekonstruktion immer angestrebt werden sollte, scheint in ausgewählten Fällen der primäre endoprothetische Gelenkersatz bei nicht oder nicht sinnvoll zu rekonstruierenden Frakturen eine wertvolle Therapieoption darzustellen. Wesentliche Einflussfaktoren für ein gutes funktionelles Ergebnis sind neben einer exakten operativen Technik die richtige Indikationsstellung und Patientenselektion.

Frakturen des distalen Humerus sind mit lediglich 2–3 % aller Frakturen eher selten [1]. Bei älteren Patienten findet sich allerdings nahezu regelhaft eine Kombination aus mehrfragmentärer, intraartikulärer Fraktur und schlechter Knochenqualität. Aufgrund der demografischen Entwicklung ist mit einem Anstieg der Frakturinzidenz im geriatrischen Patientengut zu rechnen. In epidemiologischen Studien fanden Palvanen et al. [2, 3] bei Auswertung der Frakturinzidenzen des finnischen Krankenhausregisters einen Anstieg von 12/100.000 im Jahr 1970 auf 28/100.000 im Jahr 1995 bei distalen Humerusfrakturen. Diesem Trend folgend, ist bei Frauen über 60 Jahren mit einer Verdreifachung der Frakturinzidenz bis 2030 zu rechnen. Frakturen des distalen Humerus sollten als osteoporotische Indikatorfrakturen betrachtet werden und zu entsprechender Diagnostik und Therapie leiten [4].

Primäres Ziel in der gelenkerhaltenden Behandlung komplexer distaler Humerusfrakturen ist die Wiederherstellung einer uneingeschränkten, stabilen und schmerzfreien Gelenkfunktion. Dies ist nur durch eine anatomische Gelenkrekonstruktion und unmittelbare funktionelle Nachbehandlung zu erreichen [5, 6]. Eine längerfristige Immobilisation führt nahezu regelhaft zu einer eingeschränkten Gelenkfunktion und schlechten Ergebnissen [5].

Bei geriatrischen Patienten finden sich jedoch häufig eine insuffiziente mechanische Stabilität der Knochensubstanz und eine komplexe Frakturmorphologie. Die Rekonstruktionsstabilität konventioneller Plattenosteosynthesen ist hier mitunter nicht ausreichend, sodass in bis zu 30 % der Fälle ein Osteosyntheseversagen beobachtet wird [5].

Biomechanische Studien konnten keine signifikanten Unterschiede beim Vergleich konventioneller, winkelstabiler und anatomisch präformierter Implantate bei normaler Knochenmineraldichte nachweisen. Bei reduzierter Knochenmineraldichte fanden sich jedoch signifikant weniger Implantatversagen bei der Verwendung von modernen winkelstabilen Implantaten [7].

In klinischen Studien mit vergleichbaren Patientenkollektiven konnten eine deutliche Reduktion der implantatassoziierten Komplikationen und eine Verbesserung des funktionellen Ergebnisses aufgezeigt werden. Während Korner et al. [5] bei konventionellen Plattenosteosynthesen von C3-Frakturen des distalen Humerus bei über 70 % der Patienten nicht zufriedenstellende funktionelle Resultate feststellten, konnten Schmidt-Horlohé et al. [8] bei Nutzung eines anatomisch präformierten und winkelstabilen Implantates bei über 90 % der Patienten sehr gute und gute Ergebnisse nachweisen.

Dennoch sind Limitationen in der rekonstruktiven Chirurgie distaler Humerusfrakturen existent. Insbesondere mehrfragmentäre artikuläre Frakturen mit kleinsten osteochondralen Fragmenten erlauben oftmals keine oder keine sinnvolle Rekonstruktion des Gelenkes.

Cobb und Morrey [14] publizierten vor 20 Jahren erstmals Ergebnisse nach primärer Frakturendoprothetik am distalen Humerus. Als Reaktion auf die guten Ergebnisse nach Endoprothetik und auf die Limitationen der gelenkerhaltenden Therapie bei geriatrischen Patienten ist die primäre Frakturendoprothetik („total elbow arthroplasty“, TEA) bei distalen Humerusfrakturen zunehmend in den Fokus gerückt.

Seither lassen sich national und international steigende Implantationszahlen als auch ein Wandel des Indikationsspektrums feststellen. Der Gelenkersatz bei rheumatoiden Degenerationen ist deutlich regredient, wohingegen die Implantationszahlen bei Frakturen in den letzten 15 Jahren progredient sind [911]. Moderne medikamentöse antirheumatische Therapien bewirken offensichtlich eine Abnahme der Indikationen bei rheumatoiden Gelenkerkrankungen. Seit 2005 ist die Anzahl der Implantationen von Ellenbogenprothesen in Deutschland um 84 % auf ca. 460 Prothesen im Jahr gestiegen. Dies erscheint eine nahezu marginale Menge im Vergleich zu den ca. 370.000 implantierten Hüft- und Knieprothesen. Die Gesamtzahl der in den USA bei distalen Humerusfrakturen implantierten Prothesen ist entsprechend einer Datenbankanalyse mit 385 Fällen zu beziffern [9, 12]. Bemerkenswert ist die Tatsache, dass über 90 % der behandelnden Chirurgen keine Vorerfahrungen mit der Frakturprothesenimplantation am distalen Humerus haben. Nur 2 % der Operateure haben Erfahrungen aus mehr als 20 Prothesenoperationen [13]. Dies veranschaulicht den limitierten Erfahrungsstand sowohl im praktischen täglichen Handeln als auch der wissenschaftlichen Auswertung und zeigt die sinnvolle Notwendigkeit einer Bindung selektierter Patienten an entsprechende Zentren [11].

Prothesenmodelle

Nach Einzelfallberichten zu Anfang des 20. Jahrhunderts wurde erst ab den 1970er-Jahren im zunehmenden Maße die Endoprothetik des Ellenbogens vorangetrieben. Erste anatomische Prothesen und starr gekoppelte Prothesen wiesen jedoch Infekt- und Lockerungsraten von bis zu 57 % auf. Durch die Einführung einer Sloppy-hinge-Kopplung der humeralen und ulnaren Prothesenkomponenten mit einer ca. 7° Varus-Valgus- und Rotationsbeweglichkeit konnten die Kräfte am Prothesen-Zement-Knochen-Interface und somit die Lockerungshäufigkeit erheblich reduziert werden. In der aktuellsten Weiterentwicklung wurde durch die Ergänzung eines an der anterioren Humeruskortikalis abstützenden Flanschs sowie einer Prothesenoberflächenmodifikation eine weitere Optimierung der Fixierung erzielt. Dennoch gilt für jedes aktuelle Prothesenmodell eine lebenslange Belastungslimitation von 2,5–5 kg.

Ellenbogenprothesen können in Oberflächenersatz, Hemiprothesen, ungekoppelte und gekoppelte Totalendoprothesen unterteilt werden. Einige aktuelle Implantate weisen eine Modularität auf, die intraoperativ eine Konversion von einem ungekoppelten auf ein gekoppeltes Design erlaubt. Da Oberflächenersatzprothesen und Hemiprothesen sowie nicht gekoppelte Totalendoprothesen keine oder nur eine eingeschränkte intrinsische Stabilität aufweisen, sind sie auf die Integrität der Kollateralbänder und der Muskulatur angewiesen. Da in der Regel aber auch die epikondyläre Region des distalen Humerus und somit die Ursprünge der Kollateralbänder von der Fraktur betroffen sind, kommen überwiegend Totalendoprothesen in gekoppelter Technik zum Einsatz. Hemiprothesen und ungekoppelte Prothesen können nur bei den sog. Low-condylar-Frakturen, also nur die Gelenkflächen betreffende Frakturen (Dubberley 3, AO 13 C3/B3), in Betracht gezogen werden.

Indikationen

Der Erhalt des nativen Gelenkes sollte immer das primäre Ziel sein. Nur wenn eine Osteosynthese nicht oder nicht sinnvoll zu realisieren ist oder artikuläre Begleiterkrankungen und patientenbezogene Aspekte für eine Prothese sprechen, ist diese indiziert [1417].

Das Ziel des Gelenkersatzes liegt in der Wiederherstellung und Sicherung der basisalltäglichen Tätigkeiten zur Selbstversorgung. Die notwendige Belastungslimitierung wird bei ausreichender Compliance in diesem Patientenkollektiv akzeptiert. Für körperlich aktive Menschen mit hohem mechanisch-funktionellem Anspruch führt die Endoprothese jedoch zwingend zu Einschränkungen des Aktivitätsniveaus.

Hinsichtlich der Indikationsstellung lassen sich keine evidenzbasierten Entscheidungsgrundlagen finden. Die verfügbare Literatur begrenzt sich nahezu ausschließlich auf Fallserien mit variabler Nachuntersuchungsdauer. Nur wenige Studien vergleichen Osteosynthesen und Prothesen, und lediglich eine Studie ist prospektiv randomisiert [1820]. Um die Langzeitkomplikationen, wie z. B. posttraumatische Arthrose bei rekonstruktivem Ansatz oder Lockerungen bei Endoprothesen, zu detektieren, ist diese jedoch mit einem 24-Monats-Nachuntersuchungsintervall zu kurz [20].

Da die Komplikationsfrequenz im Langzeitverlauf massiv ansteigt, sollte das Patientenalter bei der Indikationsstellung kritisch gewürdigt werden. Es sollte aber nicht als absolutes Kriterium angesehen werden. Während auch bei chronologisch alten Patienten, die physiologisch jung geblieben sind und einen hohen funktionellen Anspruch haben, ein Gelenkerhalt angestrebt werden sollte, erscheint bei jüngeren Patienten mit artikulären Vorerkrankungen und individuellen Einschränkungen eine Rekonstruktion oftmals nicht sinnvoll.

Lediglich bei vorbestehenden Gelenkpathologien wie relevanter rheumatoider Arthritis und Arthrose sowie bei Patienten mit reduzierter Lebenserwartung ist die Indikationsstellung unabhängig vom Lebensalter gerechtfertigt. Ansonsten sollte die Indikation zum endoprothetischen Gelenkersatz vor dem 75. Lebensjahr nur in Ausnahmefällen gestellt werden (Infobox 1).

Infobox 1 Indikationsvorschläge für die Ellenbogengelenkendoprothetik bei distalen Humerusfrakturen

Nicht stabil oder sinnvoll zu rekonstruierende Frakturen des distalen Humerus:

  • Patientenalter über 75 Jahre

  • Unabhängig vom Alter bei begleitender rheumatoider Arthritis

  • Unabhängig vom Alter bei Patienten mit reduzierter Lebenserwartung

  • Unabhängig vom Alter bei vorbestehenden relevanten knöchernen Pathologien

  • Vorbestehende Arthrose

  • Patientenalter über 60 Jahre als „salvage procedure“

Ob der Patientenhabitus Einfluss auf die Indikationsstellung haben sollte, ist nicht abschließend geklärt. Baghdadi et al. [21] fanden bei adipösen Patienten signifikant kürzere Prothesenstandzeiten und eine höhere Komplikationsfrequenz.

Lokale oder systemische Infekte stellen eine absolute Kontraindikation dar. Offene Frakturen sind als relative Kontraindikationen anzusehen. Nach reizfreier Abheilung der Komplikationswunde kann eine Prothesenimplantation erfolgen.

Eine weitere absolute Kontraindikation sind die Noncompliance und das Unvermögen des Patienten, die zwingend notwendige lebenslange Belastungsrestriktion einzuhalten.

Ist weder eine Rekonstruktion der Fraktur möglich oder bestehen Kontraindikationen gegen die Prothesenimplantation, bleibt lediglich die konservative Therapieoption. Pidhorz et al. [22] fanden bei 22 Patienten (Altersdurchschnitt 87 Jahre) nach konservativer Therapie ein Bewegungsausmaß zwischen 26° Extension und 120° Flexion sowie ein „Mayo elbow performance score“ (MEPS) von 86 Punkten. Relevante Komplikationen wurden nicht beobachtet. Bei über der Hälfte der Patienten fanden sich radiologisch im hohen Prozentsatz Pseudarthrosen und posttraumatische Arthrosen ohne Relevanz für das klinisch funktionelle Ergebnis.

Die Ellenbogengelenkprothese stellt auch bei fehlgeschlagener konservativer oder osteosynthetischer Rekonstruktion eine sinnvolle Option dar. Bei primärer Prothesenimplantation fanden sich bei 90,5 % der Patienten sehr gute und gute Ergebnisse, nach sekundärer Prothesenimplantation sind es 85 % [23]. Auch Prasad und Dent [24] fanden nach 56 Monaten keine signifikanten Unterschiede im MEPS. Ein primär gelenkerhaltender Therapieversuch ist somit gerade bei Patienten mit hohem funktionellem Anspruch gerechtfertigt und indiziert. Auf die Prothese als Salvage-Verfahren kann in einem Revisionsfall als Rückzugsverfahren mit guten funktionellen Ergebnissen zurückgegriffen werden.

Operative Technik

Die ggf. bestehende Notwendigkeit einer Prothesenimplantation sollte bereits präoperativ erkannt werden, um entsprechend die Lagerung und den Zugang anpassen zu können. Diesbezüglich ist bei komplexen artikulären Frakturen eine Computertomographie mit multiplanaren Rekonstruktion dringend zu empfehlen [25]. Die definitive Entscheidung, ob eine Fraktur zu rekonstruieren ist oder nicht, wird jedoch erst intraoperativ anhand der Frakturmorphologie und Knochenqualität getroffen.

Technisch kann der operative Eingriff sowohl in Bauchlage als auch in Rückenlage erfolgen. In Rückenlage wird die ipsilaterale Schulter etwas erhöht gelagert und die betroffene Extremität über ein Lagerungskissen auf dem Brustkorb des Patienten positioniert (Abb. 1c). Die sterile Abdeckung des Arms erfolgt frei beweglich. Die beschriebene Lagerung hat den Vorteil, dass durch die Schwerkraft ein ungehinderter venöser Rückstrom möglich ist und Blutungen im Vergleich zur Bauchlage deutlich reduziert sind. Der Eingriff kann ohne Blutsperre problemlos durchgeführt werden, für die Zementierung ist eine Blutsperre jedoch vorzubereiten.

Abb. 1
figure 1

80-jährige Frau mit distaler Humerus low condylar AO 13 A3-Fraktur. a Präoperatives Röntgen. b Lagerung. c Inzision. d Bryan-Morrey-Zugang. e Reseziertes Gelenkfragment. f Postoperatives Röntgen (Fa. Zimmer, Coonrad-Morrey)

Nach Hautinzision unter ulnarer Umschneidung des Olekranons wird zunächst der N. ulnaris identifiziert und angeschlungen. Der Zugang zum Gelenk kann dann von medial erfolgen und die Fraktursituation inspiziert werden. Ist eine Prothesenimplantation wahrscheinlich, muss auf eine Osteotomie des Olekranons verzichtet werden [26].

Die weitere Exploration kann nach Bryan-Morrey unter kontinuitätserhaltender En-bloc-Präparation des Streckapparates mit der Unterarmfaszie von der proximalen Ulna erfolgen ([27, 28]; Abb. 1). Alternativ kann auch ein paratrizipitaler Zugang verwendet werden [29]. Die Komplikation einer Trizepsruptur oder -insuffizienz nach Bryan-Morrey-Zugängen kann so verhindert werden. Zur Darstellung wird im Fall einer geplanten Hemiprothese Kollateralligament-erhaltend präpariert, bei Nutzung einer gekoppelten Prothese werden zur Destabilisierung des Gelenkes die Ligamente inzidiert. Die Resektion der Kondylen erleichtert die Operation und hat keine negativen Folgen für das funktionelle Ergebnis [30].

Nach Eröffnung des Markraums wird mit implantatspezifischen Ausrichtungslehren die Resektion durchgeführt und mit Formraspeln das Implantatlager vorbereitet. Mit den Probeprothesen wird dann die regelrechte Funktion überprüft, und die definitiven Prothesenkomponenten werden unter Blutsperre nach Markraumlavage zementiert eingebracht. Der Einsatz von Markraumsperrern zur Vermeidung einer übermäßigen Zementierung des Markraums ist sinnvoll. Die Zementierung der engen Markräume mit Low-viscosity-Zement sollte mit einem dünnen Applikationsschnorchel erfolgen [31]. Die subkutane ventrale Transposition des N. ulnaris wird empfohlen.

Nachbehandlung

Für alle Prothesenmodelle gilt eine lebenslange Belastungslimitierung von 2,5–5 kg. Mechanisch belastende Sportarten (Golf, Tennis, Radfahren etc.) sind strikt zu vermeiden.

Bei Wahl eines Triceps-on-Zugangs kann bereits unmittelbar postoperativ auch mit Kraft gegen Widerstand extendiert werden. Bei Extensormechanismus-ablösenden Verfahren sollte eine Extension gegen Widerstand für 6 Wochen postoperativ vermieden werden. Patienten, bei denen eine intensive Physiotherapie nach Osteosynthese nicht realisierbar ist, profitieren von einer Prothesenimplantation. Frankle et al. [18] stellten fest, dass trotz 30 Physiotherapieeinheiten nach Osteosynthese und lediglich 2 Einheiten nach Prothesenimplantation die funktionellen Ergebnisse vergleichbar waren.

Ergebnisse

Entsprechend der relativen Seltenheit des Eingriffes finden sich nahezu ausschließlich kleinere Fallserien mit 10 bis 50 Patienten und variablen Nachuntersuchungsintervallen. Die überwiegende Anzahl der Publikation entstammt spezialisierten Zentren, die Ergebnisse sind daher nicht auf die Gesamtheit der implantierten Prothesen zu übertragen. Bemerkenswert ist auch die Tatsache, dass zur Funktionsbeurteilung in der Regel der MEPS zur Anwendung kommt, dieser jedoch die Belastbarkeit der Extremität vollkommen außer Acht lässt.

Im kurzfristigen Nachuntersuchungszeitraum bis 3 Jahre finden sich ein Bewegungsausmaß von 100–110° und MEPS-Werte von 83 bis 95 Punkten. Die Ergebnisse sind überwiegend als sehr gut und gut zu bezeichnen. Die Komplikationsfrequenzen sind mit 5–53 % sehr variabel, Revisionsoperationen waren in bis zu 7 % der Fälle notwendig [14, 3234]. Während bei älteren Patienten mit niedrigem funktionellem Anspruch die Ergebnisse gut sind, finden sich bei jüngeren Patienten höhere Lockerungs- und Revisionsfrequenzen und konsekutiv schlechtere Ergebnisse. Die Prothesenimplantation bei jungen Patienten mit distaler Humerusfraktur oder posttraumatischer Arthrose sollte daher vermieden werden [35, 36].

Im Gegensatz zu den geringen relevanten Komplikationen im kurzfristigen Verlauf werden im mittel- bis langfristigen Verlauf zunehmende Komplikationsfrequenzen beobachtet [16, 37, 38]. Kamineni et al. [16] fanden bei 29 % der Patienten Komplikationen und operative Revisionen bei 12 %. Streubel et al. fanden nach 10 Jahren eine Zunahme der Komplikationen auf 38 % und eine Reoperationsrate von 31 %. In dieser einzigen Langzeituntersuchung sank der durchschnittliche MEPS auf 80 Punkte [38]. Die Lockerungsrate liegt zwischen 7 und 15 %. Die klinische Relevanz der deutlich häufiger beobachteten nicht progressiven Lysesäume ist nicht abschließend geklärt [39]. Periprothetische Frakturen treten bei 5–29 % der Patienten nach primärer Ellenbogenprothese auf, insbesondere bei chronischer Lockerung des Implantats und als Folge der kortikalen Ausdünnung (Abb. 2). Die Infektraten werden mit 5–8 % angegeben. Insbesondere bei kortikalen Defektsituationen nach Lockerungen und periprothetischen Frakturen sind Revisionsoperationen eine Herausforderung. Verschiedenste Techniken wie Struth-graft-Augmentationen, „impaction-grafting“ als auch komplexe tumorendoprothetische Versorgungen sind dann häufig erforderlich.

Abb. 2
figure 2

76-jährige Frau mit periprothetischer Humerusfraktur O’Driscoll Typ II bei bereits stattgehabten periprothetischen Frakturen humeral und ulnar und additiven Plattenosteosynthesen. a Präoperatives Röntgen. b Intraoperativer Befund nach Wechsel der humeralen Komponente und Struth-graft-Augmentation. c Postoperativer Befund (a.p. und lateral)

Fazit für die Praxis

  • Die Endoprothetik stellt in einem selektierten Patientengut bei nicht rekonstruierbaren Frakturen eine wertvolle Therapieoption dar.

  • Die funktionellen Ergebnisse sind sehr gut, dies insbesondere im Hinblick auf das Bewegungs- und Beschwerdeausmaß.

  • Wesentlichster Nachteil ist die zwingend einzuhaltende und lebenslange Belastungslimitierung mit 2,5–5 kg.

  • Die Implantationszahlen sind gering, die Prothesenimplantation sollte an spezialisierten Zentren erfolgen.

  • Die Anzahl von Komplikationen wie periprothetische Frakturen, Lockerungen und Infekte wird ansteigen und eine neue Herausforderung darstellen.