Epidemiologie und Diagnostik

Unterschenkelfrakturen sind die dritthäufigsten pädiatrischen Knochenverletzungen (10,8 %), wobei sich Häufigkeit des Auftretens sich nicht signifikant mit dem Alter ändert. Dabei betrifft nur ein geringer Anteil den distalen Unterschenkel einschließlich der Sprunggelenkfrakturen. Knapp 12 % der distalen Unterschenkelfrakturen waren Übergangsfrakturen und zeigten einen Altersgipfel nach dem 12. Lebensjahr [12].

Radiologische Diagnostik

Anteroposteriore und laterale Röntgenaufnahmen müssen immer die Knie- und Knöchelgelenke abbilden und sollten immer dann gemacht werden, wenn eine Tibia- und/oder Fibulafraktur vermutet werden. Eine Schnittbildgebung mit Computertomographie (CT) ist nur in seltenen Fällen notwendig. Meist wird sie bei unklaren Situationen im Sprunggelenkbereich und hier v. a. zur Beurteilung der Übergangsfrakturen eingesetzt.

Klassifikationen

Ein optimales Klassifizierungssystem sollte leicht angewendet werden können. Es sollte eine geringe Variabilität zwischen den Beobachtern zeigen, Hinweise über den Mechanismus der Verletzung und der Pathomorphologie liefern, die Erforschung von Faktoren, die das Ergebnis beeinflussen, und Gruppenansammlungen ähnlicher Läsionen mit einzelnen Behandlungsoptionen erleichtern. Es ist allerdings unmöglich, alle diese Anforderungen in einem einzigen System zu erfüllen. Eine Doppelklassifizierung könnte schon eher die meisten dieser Anforderungen erfüllen. Der Nutzen einer „umständlichen“ Forschungsklassifikation ist die evtl. Schaffung einer eher mächtigen und relevanten klinischen Klassifikation. Eine optimale Frakturklassifikation müsste daher dynamisch und an Fortschritten in der Entwicklung durch vermehrtes Wissen orientiert sein, was kaum umsetzbar wäre [2].

Nah an das Ziel einer idealen Klassifikation kommt heute die Klassifikation der Arbeitsgemeinschaft Osteosynthese – PCCF („pediatric comprehensive classification of long bone fractures“) [20].

Wachstumsverhalten und Korrekturgrenzen

Das Längenwachstum der Tibia generiert sich etwa zu 60 % aus der proximalen und zu 40 % aus der distalen Wachstumsfuge. Das Sistieren des Längenwachstums erfolgt distal deutlich früher als proximal, was bei etwaigen Wachstumsstörungen berücksichtigt werden muss. Torsionswinkelveränderungen am Unterschenkel sind im Alter von bereits 10 bis 14 Jahren geschlechtsabhängig nicht mehr zu erwarten, somit finden sich danach keine weiteren physiologischen Außenrotationsveränderungen. Für etwaige Therapieentscheidungen sollten die Korrekturgrenzen am Unterschenkel beachtet werden. Die Korrekturgrenzen werden in der Literatur sehr inhomogen spezifischen Altersklassen zugeordnet, gemeinsam ist all den Angaben der enge Korridor der Grenzen (Tab. 1). Auffallend dabei ist, dass insgesamt in allen Ebenen eine geringe spontane Korrekturfähigkeit auszumachen ist [6, 22].

Tab. 1 Korrekturgrenzen der Achsenabweichung am Unterschenkelschaft [10]
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Therapieziel

Das Therapieziel muss eine achsengerechte Ausheilung mit voller Beweglichkeit im Knie und im Sprunggelenk sein. Dabei sollten möglichst folgende Kriterien berücksichtigt werden:

  • eine primäre definitive Versorgung,

  • möglichst keine Verfahrenswechsel,

  • keine mehrfachen Repositionsmanöver,

  • keine Übertherapie/Untertherapie,

  • keine unnötigen röntgenologischen Mehrbelastungen,

  • keine posttraumatischen Fehlstellungen.

Problem der Stabilisierung im Adoleszentenalter

Im Adoleszentenalter stehen wir häufig vor der Frage, wie Frakturen außerhalb der engen Toleranzgrenzen stabilisiert werden. Bei der operativen Stabilisierung von Unterschenkel- und Tibiafrakturen haben wir die elastisch stabile intramedulläre Nagelung (ESIN), Fixateur externe und Plattenosteosynthesen zur Verfügung. Verriegelungsnägel haben bisher keinen Stellenwert.

Die bei Kindern am häufigsten verwendete Osteosynthese ist die ESIN und wird v. a. aufgrund des minimalinvasiven Zugangs bevorzugt. Bei Adoleszenten ist die Technik aber aufgrund des oft hohen Körpergewichtes und der Größe der Jugendlichen nicht mehr anwendbar. Hier haben sich in den letzten Jahren die eingeschobenen winkelstabilen Plattenosteosynthesen und der Fixateur externe durchgesetzt. Bisher nicht erwähnt wurde die Möglichkeit von Verriegelungsnägeln. Um einen Zugang und eine Verletzung der proximalen Tibiaapophyse zu vermeiden, haben wir bei 10 jugendlichen Patienten im Alter zwischen 13 und 16 Jahren bei offenen Apophysen und offenen/partiell offenen Fugen Verriegelungsnägel medial oberhalb des Pes anserinus eingebracht (Abb. 1, 2 und 3). Bedingung waren eine Körpergröße >155 cm, ein Körpergewicht oberhalb von 50 kg und ein Markraumdurchmesser von mindestens 8 mm. In keinem Fall erfolgte eine Aufbohrung. Alle Nägel konnten problemlos implantiert werden. Bei einer Fraktur, die weit in die distale Metaphyse reichte, wurde additiv eine Schraubenosteosynthese vorgenommen (Abb. 2). Letztlich konnten alle Frakturen achsgerecht zur Ausheilung gebracht werden. Somit haben wir nun eine weitere Alternative in der operativen Behandlung von groß gewachsenen und/oder übergewichtigen Adoleszenten, sofern der Markraumdurchmesser mindestens 8 mm beträgt.

Abb. 1
figure 1

a 15-jähriger Junge, 65 kg/167 cm, mit geschlossener Unterschenkelfraktur. b Operative Stabilisierung mit Verriegelungsmarknagel über atypischen Zugang vor dem Pes anserinus (roter Pfeil)

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Abb. 2
figure 2

a 14-jähriger Junge, 63 kg, 178 cm, mit geschlossener distaler Unterschenkelspiralfraktur, einstrahlend bis in die Metaphyse. b Operative Stabilisierung mit distaler Schraubenosteosynthese und Verriegelungsmarknagelung über atypischen Zugang vor dem Pes anserinus (roter Pfeil)

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Abb. 3
figure 3

a 14-jähriger Junge mit pathologisch instabiler distaler Tibiaschaftfraktur. b Operative Stabilisierung mit Verriegelungsmarknagel über atypischen Zugang vor dem Pes anserinus, 3 Monate postoperativ

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Fehlheilungen und Fehlstellungen

Die Therapie von Fehlheilungen und Fehlstellungen im Bereich des Unterschenkels/Sprunggelenks erfordert sehr viel Erfahrung und fachliche Voraussetzungen, um die Behandlung konsequent umsetzen zu können. Bei der Knochenfehlheilung im Kindes- und Jugendalter unterscheiden wir äquivalent zu Erwachsenen folgende Arten:

  • verzögerte Frakturheilung – Knochenheilung innerhalb von 6 Monaten nicht erfolgt,

  • Pseudoarthrose – Knochenheilung länger als 6 Monate nicht erfolgt,

  • Infektpseudarthrose – ausbleibende Knochenheilung, bedingt durch Infektion im Bruchbereich (Abb. 4a–e).

Abb. 4
figure 4

a 13-jähriger Junge mit Infektpseudarthrose nach I° offener Fraktur und Fixateur-externe-Therapie. b Nachweis der entzündlichen Reaktion in der Magnetresonanztomographie. c Klinisches Bild bei Erstvorstellung, diskrete Überwärmung. d Operative Revision mit Pseudarthroseausräumung, Korrekturosteosynthese mit winkelstabiler Platte und Defektfüllung mit absorbierbarem Gentamicin-Calciumsulphate-Hydroxylapatit-Biocomposite. e Ausheilungsbild vor Metallentfernung

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In der Literatur wird die Rate der verzögerten Frakturheilung mit 16 %, der Pseudarthrose mit 7,5 % sowie der Infektion oberflächlich mit 8 % und tief mit 3 % angegeben [1, 23]. Ursachen sind mangelhafte Ruhigstellung im Gipsverband bei instabilen Bruchsituationen, unzureichende oder fehlende osteosynthetische Versorgung mit Bewegungen und/oder Defektsituationen im Bruchbereich, Störung der Durchblutung oder Infektion von Knochen und/oder Weichteilen. Unerlässlich für die Knochenbruchheilung sind neben einer Infektfreiheit, die ungestörte Blutversorgung aus dem Knocheninnern, über die Knochenhaut (Periost) sowie die umgebenden Weichteile.

Relevante Achsabweichungen und Beinlängendifferenzen sind bei korrekt durchgeführter und kontrollierter konservativer Therapie nicht zu erwarten. Die spontane Korrektur einer signifikanten axialen Fehlstellung nach einer diaphysären Fraktur des Unterarms oder eines Oberschenkels eines Kindes ist üblich. Die Korrektur einer Angulationsfehlstellung des Tibiaschaftes ist jedoch oft unvollständig, sodass im Verlauf von Behandlungen auch über eine Gipskeilung nachgedacht werden sollte [4].

Fehlstellungen nach Frakturen am Unterschenkel und Sprunggelenk können je nach Ausprägung erheblich beeinträchtigen und sind bei Kindern auf die Knochenheilung zurückzuführen. Dabei unterscheiden wir Achs- und Drehfehlstellungen, Verkürzungen und Verlängerungen sowie Wachstumsstörungen im Fugenbereich. Generell akzeptierte Parameter für die Heilung am Unterschenkel sind:

  • <10° Angulation,

  • <2 cm Verkürzung,

  • <50 % Translation, in Abhängigkeit vom Alter,

  • Rotation entsprechend der Gegenseite.

Sekundäre Valgusfehlstellungen sind die häufigsten sekundären Fehlstellungen. Verzögerte Heilung und Fehlheilung sind ungewöhnlich nach Niedrigenergietibiafrakturen bei Kindern. Fehlheilungen treten bei Kindern häufiger nach offenen Frakturen auf. Hope und Cole berichteten über die Ergebnisse von offenen Tibiafrakturen bei 92 Kindern (22 Grad I, 51 Grad II und 19 Grad III nach Gustilo und Anderson [9]). Spülung und Débridement wurden bei der Aufnahme durchgeführt, Antibiotika wurden für 48 h gegeben; 65 (71 %) der 92 Frakturen wurden reponiert und in einem Oberschenkel-Gips immobilisiert. Eine externe Fixierung wurde für instabile Frakturen, Verletzungen mit signifikantem Weichgewebeverlust und Frakturen bei Patienten mit Mehrfachverletzungen verwendet [11]. Außer Frage steht heute, dass bei offenen Frakturen eine Ruhigstellung mit Fixateur externe als Goldstandard zu betrachten ist. Bisher gibt es keine veröffentlichten Studien, die direkt und prospektiv die Verwendung von flexiblen intramedullären Nägeln mit externer Fixierung für offene Tibiaschaftfrakturen vergleichen. Eine Ausbehandlung im Fixateur externe kann die Zeit bis zur Heilung bei einigen Patienten verlängern, insbesondere bei offenen Frakturen, die sich oft aus hochenergetischen Verletzungen ergeben [7, 13, 15].

Deformität durch Achsabweichungen und Fehlrotation

Eine spontane Korrektur einer signifikanten axialen Fehlstellung nach einer diaphysären Fraktur des Unterarms oder des Oberschenkelknochens eines Kindes ist in Abhängigkeit des Alters oft möglich [4]. Das Remodeling einer Tibiaschaftfraktur hingegen ist oft inkomplett. Insofern sollte, so weit wie möglich eine anatomische Reposition und Retention vorgenommen werden. Swaan und Oppers [24] zeigten an Tibiaschaftfrakturen von 86 Kindern bei Mädchen zwischen 9 und 12 Jahren und Jungen zwischen 1 und 8 Jahren und Jungen von 11 bis 12 Jahren nur etwa 50 % Spontankorrektur der Angulation. Nicht mehr als 25 % der Deformität wurden bei Kindern über 13 Jahren korrigiert. Weber et al. [25] zeigten, dass ein Bruch mit Varusfehlstellung von 5 bis 13 Grad vollständig auf der Ebene der Epiphysenfuge korrigiert wurde. Die meisten Kinder mit Valgusdeformitäten von 5 bis 7 Grad hatten hingegen keine adäquate Korrektur. Shannak [19] überprüfte die spontane Korrektur bei der Behandlung von 117 Kindern mit Tibiaschaftfraktur, die in Oberschenkelgipsen behandelt wurden. Deformitäten in 2 Ebenen korrigierten nicht so vollständig wie die in einer einzigen Ebene. Die kleinste Korrektur trat bei retrokurvatur angulierten Frakturen auf, gefolgt von Frakturen mit Valgusfehlstellung.

Behandlungsbedürftige Achsfehlstellungen werden, wenn möglich, durch Osteotomien im metaphysären Bereich vorgenommen (Abb. 5). Dabei sind die Grenzen einer Osteotomie, z. B. der Open-wedge-Osteotomie bei Varusdeformität zu berücksichtigen. In der Regel werden erst Achsfehler über 10° durch Osteotomien korrigiert. Die Öffnungs-Keil-Osteotomie ist für eine Korrektur anwendbar, wenn die Winkelverformung 25 Grad oder weniger und die Beinlängendiskrepanz 25 mm oder weniger beträgt [18]. Eine weitere Möglichkeit, Achsfehler auszugleichen, ist eine temporäre oder definitive partielle Epiphysiodese (Abb. 6).

Abb. 5
figure 5

Open-wedge-Osteotomie für die Korrektur der Varusdeformität

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Abb. 6
figure 6

a Angulationsfehlstellung mit ausgeprägtem Rückfußvalgus bei einem 11-jährigen Jungen. b Temporäre partielle Epiphysiodese zur Korrektur. Radiologischer Verlauf über 18 Monate. c Klinisches Bild vor und nach temporärer Epiphysiodese

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Rotatorische Fehlstellungen von mehr als 10 Grad können eine signifikante Funktionsstörung hervorrufen und eine spätere derotierende Osteotomie der Tibia erfordern. Am häufigsten wird die derotierende Osteotomie der Tibia im supramalleolaren Bereich der distalen Tibia durchgeführt. Die Tibia wird osteotomiert, gedreht und intern fixiert. Die Fibula kann intakt bleiben, besonders für eine geplante Derotation von weniger als 20 Grad. Die Aufrechterhaltung der Kontinuität der Fibula erhöht die Stabilität und begrenzt die Möglichkeit, eine iatrogene Winkeldeformität der Tibia herbeizuführen.

Beinlängendiskrepanz

Eine Hyperämie, die mit der Frakturreparatur assoziiert ist, kann die Wachstumsfugen im betroffenen Bein anregen und eine Wachstumsbeschleunigung erzeugen. Eine Wachstumsbeschleunigung nach Tibiafraktur wird seltener als nach Femurfrakturen bei Kindern vergleichbaren Alters gesehen. Shannak et al. [19] zeigten, dass die durchschnittliche Wachstumsbeschleunigung der Tibia eines Kindes nach einem Bruch etwa 4,5 mm beträgt. Mehrfragmentäre Frakturen haben das größte Risiko für ein stimulatives Wachstum mit Verlängerung. Swaan und Oppers [24] berichteten, dass kleinere Kinder eine höhere Chance für eine Wachstumsbeschleunigung mit Verlängerung haben als ältere Kinder. Ein stimulatives Wachstum nach Tibiafraktur tritt bei Kindern unter 10 Jahren auf, während ältere Kinder eine leichte Wachstumshemmung durch die Fraktur haben können. Das Ausmaß einer Frakturverkürzung wirkt sich auch auf die Wachstumsstimulation aus. Frakturen mit signifikanter Verkürzung haben mehr Fugenwachstum nach Frakturheilung als Verletzungen ohne Verkürzung [14]. Eine Angulation im Bereich der Frakturzone scheint hingegen das Ausmaß eines stimulativen Wachstums nicht zu beeinflussen [8]. Sollte eine Beinlängendifferenz von mehr als 2 cm erwartet werden, kann eine Wachstumshemmung der Gegenseite über eine temporäre oder definitive Epiphyseodese vorgenommen werden [3]. Dabei ist es notwendig, möglichst exakt die zu erwartende Beinlängendifferenz und die voraussichtliche Körpergröße des Patienten zu bestimmen. Andere Möglichkeiten, Unterschiede auszugleichen, sind die Verkürzungsosteotomie der Gegenseite oder eine Verlängerung der betroffenen Seite (ab 2 cm Beinlängenunterschied) über eine Kallusdistraktion mit einem Ringfixateur. Vorteil hierbei ist, dass Achsfehler gleichzeitig korrigiert werden können. Ein geringer Beinlängenunterschied hingegen, sollte am/im Schuh ausgeglichen werden.

Vorzeitiger Fugenschluss oder Wachstumsstörungen bei distalen Frakturen

Posttraumatische Deformitäten werden oft durch einen Wachstumsstillstand verursacht. Diese treten eher nach Salter-Harris-Typ-III- und -IV-Frakturen auf, bei denen sich eine Fugenbrücke an der Bruchstelle entwickelt, was zu einer Varusdeformität führt, die mit fortgesetztem Wachstum fortschreitet. Spiegel et al. [21] berichteten über Wachstumsprobleme bei 9 von 66 Patienten mit Salter-Harris-Typ-II-Frakturen. Eine aktuelle Studie von Rohmiller et al. [17] analysierte das Ergebnis von 91 Salter-Harris-Typ-I- und -II-Frakturen der distalen Tibia. Sie identifizierten einen vorzeitigen Fugenverschluss in 40 %, und fanden eine höhere Tendenz zum vorzeitigen Fugenschluss bei verbliebener stärkerer Dislokation im Frakturbereich. Deshalb wird eine operative Reposition zur Wiederherstellung der korrekten anatomischen Ausrichtung empfohlen, um das Risiko eines vorzeitigen Fugenschlusses zu reduzieren. Spontane Lösungen von Wachstumsfugenbrücken wurden in der Literatur [5] berichtet, sind aber selten. In Abhängigkeit von der Größe der Fugenbrücke (‑verknöcherung), der Achsabweichung oder Verkürzung und dem vermutlichen Restwachstum ist über verschiedene Operationsverfahren nachzudenken. Als Verfahren stehen zur Verfügung: Resektion der Knochenbrücke mit Interposition, Epiphyseodese der betroffenen Fuge oder der Fuge der gesunden Gegenseite bei Beinlängendifferenz, Korrekturosteotomie oder Verlängerung und Achskorrektur. Beträgt das Restwachstum der Fuge mehr als 2 Jahre, wird die Resektion der Knochenbrücke empfohlen mit Interposition von Fett, Silastik, Cranioplast oder Knochenwachs in die Resektionshöhle zur Vermeidung der Bildung einer neuen Knochenbrücke (Abb. 7). Dabei sollte diese nicht mehr als 50 % der Wachstumsfugen umfassen [16, 26]. Letztlich bleibt aber aufgrund fehlender Datenlage unklar, wie viel Restwachstum notwendig ist und welche Größe einer Knochenbrücke maximal für eine Resektion sinnvoll ist.

Abb. 7
figure 7

Technik der Resektion von Knochenbrücken im Bereich der Wachstumsfuge lageabhängig. In die Resektionshöhle wird zur Verhinderung einer neuen Knochenbrücke ein Interponat eingebracht. Ohne Interponat kommt es sehr häufig zum Rezidiv

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Fazit für die Praxis

  • Die Behandlung fehlverheilter Frakturen mit funktionshemmenden Deformitäten oder Heilungsstörungen an Unterschenkel und Sprunggelenk bei Kindern sind schon seit Jahrzehnten ein weites Feld von Diskussionen, Irrtümern und unterschiedlichen Ansichten.

  • Die engen Korrekturgrenzen am Unterschenkel sollten bekannt sein.

  • Die Therapie ist abhängig vom Alter des Patienten, der Größe sowie der vorhandenen und zu erwartenden Fehlstellung und der funktionellen Einschränkung.

  • Techniken wie Verlängerung oder Verkürzung, Achs‑/Rotationskorrektur durch Osteotomien, Wachstumslenkung mit partieller oder vollständiger Epiphysiodese sollten bekannt sein.

  • Drohende Fehlheilungen gilt es zu verhindern, die v. a. im Adoleszentenalter bei groß gewachsenen und übergewichtigen Jugendlichen auftreten können, wo die spezifischen Techniken der Kindertraumatologie an ihre Grenzen stoßen.