Zusammenfassung
Die Frakturheilung stellt letzten Endes die Lösung einer mechanisch konstruktiven Aufgabe dar. Ihr Wesen besteht darin, daß aus der Zelle heraus der komplizierte Aufbau der knöchernen Brücke zwischen den Bruchenden verwirklicht und damit die Tragfähigkeit des Knochens wieder hergestellt wird. Die Eigenart der Bauweise ist im Groben dadurch gekennzeichnet, daß die knöcherne Brücke nicht unmittelbar von der Zelle gebildet wird, sondern daß in der Regel zunächst eine bindegewebige und knorpelige Verbindung entsteht. Ober die Bedeutung des in den Heilungsvorgang eingeschalteten bindegewebigen und knorpeligen Stadiums des Kallus sind wir noch nicht entsprechend unterrichtet. Wir kennen weder die biologischen Grundlagen, welche die umwegige Bauweise des knöchernen Kallus erforderlich machen, noch das Konstruktionsprinzip, welches im Heilungsvorgang verwirklicht ist. Mit anderen Worten, die Biomechanik der Frakturheilung ist noch nicht erschlossen. Hier liegt noch ein großes Gebiet der weiteren Forschung offen, dessen Klärung meines Erachtens von grundsätzlicher Bedeutung für das Verständnis und die Therapie der Fraktur und Pseudarthrose ist.
Verh. dtsch. orthop. Ges. 34. Kongreß (1940).
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Literatur
Krompecher, ST.: Die Knochenbildung. Verlag Fischer, Jena 1937.
Auf die kausalen Beziehungen, die zwischen Druck und Knorpelbildung angenommen werden müssen, werde ich in einer anderen Abhandlung näher eingehen.
Die Röntgenserienaufnahme ist eine sehr brauchbare und außerdem die einzige Unter-suchungsmethode, welche gestattet, die Entwicklung des knöchernen Kallus sowie den strukturellen Umbau der Spongiosa in vivo zu verfolgen und zu studieren. Voraussetzung ist, daß die Aufnahmen in bestimmten Zeitintervallen bei bester Strukturzeichnung stets in genau der gleichen Projektion angefertigt werden. Hierzu hat sich mir eine von Möhlmann erdachte Apparatur besonders bewährt, bei welcher die Einstellung mit Hilfe einer Untertischröhre und die Aufnahme gleich im Anschluß mit einer gekoppelten und entsprechend zentrierten Obertischröhre erfolgt.
Die Verformungen, die eine dem Knochen anliegende Zelle bei der Beanspruchung des Knochens erfährt, gehören einer sehr kleinen Größenordnung an, weil die elastischen Ver-formungen des Knochens, die bei seiner Beanspruchung auftreten, äußerst klein sind, selbst wenn man seine größtmögliche Verformung an der Bruchgrenze zugrunde legt. Da die Proportionalitätsgrenze beim Knochen dicht an der Bruchgrenze liegt, so ist der für den Größtwert der Verformung maßgebende Proportionalitätsfaktor (Stauchung oder Dehnung) gleich dem Quotienten Das bedeutet, daß sich ein Knochenröhrchen höchstens um rund 2°/o des Rohrdurchmessers verengen kann. Die von PETERSEN im Handbuch der mikroskopischen Anatomie des Menschen vertretene Ansicht, daß selbst kleine Formänderungen des ganzen Knochens bei der geringen Größe der Knochenkanälchen schon Verzerrungen im Dimensionsbereich der Knochenkanälchen zur Folge haben, trifft nicht zu. Da ferner die Größe der physiologischen Beanspruchung des Knochens weit unterhalb der Bruchgrenze liegt — etwa bei 1/7 der zum Bruch führenden Belastung —, so erfährt eine dem Knochen anliegende Zelle unter normalen Verhältnissen nur eine Stauchung oder Dehnung von rund 1/i000 ihrer Länge. Die absolute Größe der trophisch wirkenden Verformung muß demnach bei einer angenommenen mittleren Länge der Zelle von 50,u nur rund 1/2o it betragen. Hiermit steht die Anschauung Rouxs im Einklang, daß „molekulare Erschütterungen“ — eine nicht glücklich gewählte Bezeichnung — den funktionellen Reiz für die zum Osteoblasten determinierte Zelle darstellen
Im Sinne Rouxs: „Verschiebung in parallel zueinander liegenden Schichten.“ Die kausalen Beziehungen, die Roux zwischen „Abscherung” und Gewebsbildung zu erkennen glaubt, beruhen auf einer Vorstellung, die nicht mit den Gesetzen der theoretischen Mechanik im Einklang steht. Maßgebend für die Gewebsbildung ist letzten Endes weder die Qualität der äußeren Kräfte, die auf das Blastem wirken, noch die Qualität in bestimmter Richtung wirkender Spannungen, sondern allein der gesamte Spannungs- bzw. Verzerrungszustand, den diese bei der Blastemzelle hervorrufen. Hierauf werde ich in einer anderen Arbeit näher eingehen (s. 10. Beitrag).
Das spannungsoptische Untersuchungsverfahren ist ein ausgezeichnetes Hilfsmittel, um sich über die Größe und Richtung der im Knochen bzw. Knorpel auftretenden Spannungen zu orientieren. Gebhardt hat dieses Verfahren als erster angewandt, um die Trajektorien, d. h. die Hauptspannungslinien im Epiphysenknorpel zu bestimmen, mußte aber infolge fehlerhafter Versuchsauswertung zu falschen Schlüssen kommen. Hierauf werde ich noch an anderer Stelle näher eingehen (s. 10. Beitrag). Ein gewisser Nachteil des Verfahrens besteht darin, daß es nicht unmittelbar die Größe der Hauptspannungen anzeigt, sondern lediglich die Hauptachsendifferenz der Spannungs- bzw. Verformungsellipsen. Aber gerade dieser Mangel wirkt sich günstig aus für die Klärung der grundsätzlichen Frage, inwiefern mechanische Beanspruchung einen gestaltenden Einfluß auf pluripotente Zellen auszuüben vermag.
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Pauwels, F. (1965). Grundriß einer Biomechanik der Frakturheilung. In: Gesammelte Abhandlungen zur funktionellen Anatomie des Bewegungsapparates. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-86841-2_2
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Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
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