Ein Fixateur externe ist ein nützliches Hilfsmittel bei der Behandlung von Frakturen und bestimmten schwierigen orthopädischen Problemen, wie z. B. einer Beinlängendiskrepanz. Die externe Fixierung ist ein nützliches Hilfsmittel bei der Behandlung von Frakturen und kann im Falle einer Beckenfraktur eine lebensrettende Maßnahme sein

Bei der externen Fixierung werden Stifte und/oder Drähte perkutan in den Knochen eingeführt und durch einen externen Rahmen fixiert.

Die externe Fixierung ist bei oberflächlichen Knochen wie dem Schienbein erfolgreicher als bei tiefer gelegenen Knochen wie dem Oberschenkelknochen oder dem Oberarmknochen – hier ist die Gefahr einer Sepsis durch die Stifte größer.

Externe Fixateure bestehen aus modularen Komponenten, die zu einem stabilen Konstrukt zwischen Knochenfragmenten und einem verstellbaren Trägersystem zusammengesetzt werden. Das Trägersystem wird mit einer Reihe von Stiften, die in den Knochen geschraubt werden, mit dem Knochen verbunden.

Die Technik der externen Fixierung wurde Mitte des 20. Jahrhunderts von Hoffman populär gemacht.

Indikationen für den Einsatz von Fixateur externe

• Gliedmaßenlängendiskrepanz-Operationen
• Arthrodese
• Korrektur von Angulations- oder Rotationsdeformitäten
• Knochensegmenttransport zum Auffüllen der Knochenlücke
• Vorübergehende Fixierung offener Frakturen
  • Erhaltung der Stabilität
  • Erleichterung des Verbandes
  • Wenn die endgültige Operation aus irgendeinem Grund verzögert wird
• Schnelle Stabilisierung
  • Beckenfixierung zur Blutstillung
  • Schnelle Fixierung von polytraumatisierten Patienten
• Definitive externe Fixierung von Frakturen, insbesondere von intraartikulären Frakturen
• Ligamentotaxis
• Positionierung von Gliedmaßen in der gewünschten Position, z.B. bei Nerven- oder Sehnenreparaturen
• Infizierte Frakturen
• Verbrennungen

Vorteile der externen Fixierung

• Ermöglicht eine starre Fixierung, wenn andere Formen der Ruhigstellung nicht möglich sind
  • Zum Beispiel bei schweren offenen Frakturen
• Ermöglicht Kompression, Neutralisierung oder fixierte Distraktion der Frakturfragmente.
• Ermöglicht die Überwachung der Gliedmaßen und die Wundversorgung ohne Störung der Ausrichtung
  • Verbandswechsel
  • Hauttransplantation
  • Knochentransplantation
  • Häufiges Débridement und Spülung
• Ermöglicht die Mobilisierung des Gelenks
• Ermöglicht die Anhebung der Gliedmaßen durch ein Aufhängegestell, falls erforderlich
• Ermöglicht eine frühe Gehfähigkeit des Patienten
• Externe Fixateure verursachen weniger Störungen der Weichteile, der knöchernen Blutversorgung und des Periosts.

Nachteile der externen Fixierung

• Risiko einer Infektion der Stiftkanäle
• Fraktur durch Stiftkanäle nach Entfernung des Rahmens
• Umständlich und erfordert sorgfältige Pflege.
• Gelenksteifigkeit bei Ruhigstellung des Gelenks

Arten von Fixateur externe

Im engeren Sinne gibt es zwei Arten von Fixateuren – unilateral und zirkulär. Eine Kombination aus beiden wird als Hybridfixateur bezeichnet.

Unilateraler Fixateur

Sie werden so genannt, weil sie sich im Allgemeinen von zirkulären Rahmen dadurch unterscheiden, dass sie auf einer Seite der Gliedmaße positioniert sind. Einseitige Rahmen ermöglichen es der Gliedmaße, funktionsfähig zu bleiben, Komplikationen zu vermeiden und bieten knöcherne Stabilität

Die beiden häufigsten Designs sind die sperrigeren

Monobody-Designs

Die Monobody-Rahmen haben aufgrund ihrer schweren und starren Konstruktion eine beträchtliche Eigenstabilität.

Pin-to-Bar-Fixateure

Diese Art von Fixateuren verwenden eine Kombination aus Schanzschen Schrauben, Stäben und Klemmen, die zu einem Konstrukt zusammengefügt werden.

Zirkuläre Fixateure

Diese Art von externen Fixateuren verwendet ein Konstrukt aus kreisförmigen Ringen, Drähten, Verbindungsstäben und Streben. Es handelt sich um eine recht vielseitige Art von Fixateur externe. Ein teilweiser Ring wird üblicherweise um den proximalen und um die Schulter und den proximalen Femur verwendet, wo ein vollständiger Ring nicht bequem passen würde.

Unilaterale oder modulare AO Fixateur externe Baugruppe

Die Bestandteile dieses Fixateurs sind unten aufgeführt.

• Schanzsche Schrauben
• Verbindungsstäbe
• Klemmen

Jede der Komponenten kann in verschiedenen Abmessungen geliefert werden, um der Größe des Knochens zu entsprechen, an dem sie angebracht werden sollen, und um Variationen in der Form und Konfiguration des endgültigen Knochen-Fixateur externe Konstrukts zu ermöglichen.

Schanzsche Schrauben

Schanzsche Schrauben sind teilweise mit Gewinde versehene Stifte. Sie sind in verschiedenen Durchmessern und Längen des Schaftes und des Gewindeteils sowie mit verschiedenen Spitzen erhältlich.

Standardschrauben haben trokarförmige Spitzen. Sie müssen vorgebohrt werden. Es gibt selbstbohrende und selbstschneidende Schrauben.

Schanzsche Schrauben sind in Stahl und Titan erhältlich. Es sind auch Schanzsche Schrauben mit Hydroxylapatitbeschichtung erhältlich. Diese sorgt für einen besseren Knochenerwerb und ermöglicht eine leichtere Osseointegration, was eine Lockerung verhindert. Stifte mit Hydroxylapatit-Beschichtung können für die Langzeitanwendung von externen Fixateuren bevorzugt werden, z. B. für den Knochentransport oder die Korrektur von Deformitäten.

Stäbe/Rohre

Die AO-Fixateure bestehen aus Systemen in vier Größen, abhängig von der Größe des Stabes:

• Groß: 11 mm Rohre/Stäbe mit Schanzschen Schrauben von 4 bis 6 mm;
• Medium: 8 mm Rohre/Stäbe mit Schanzschen Schrauben von 3 bis 6 mm;
• Small: 4 mm Rohre/Stäbe mit Schanzschen Schrauben von 1,8 bis 4 mm;
• Mini: 2 mm System für Finger. Beinhaltet Multipin-Klemmen für K-Drähte und 2 mm Längsstangen.

Alle Systeme sind miteinander kompatibel.

Das große 11 mm System enthält sowohl Stahlrohre als auch Kohlefaserstangen.

Vorgekrümmte konturierte und T-förmige Stäbe sind ebenfalls erhältlich.

Gegenwärtig wird die 4,7 mm kurze Schanzsche Schraube mit Gewinde in der Kortikalis und die 5,0 mm lange Schraube mit Gewinde in der Spongiosa verwendet. Für die Hand und das Handgelenk werden kleinere Größen verwendet.

Die Verbindungsstangen werden aus rostfreiem Stahl oder aus Kohlefaser hergestellt. Letztere sind sehr stabil und außerdem röntgendurchlässig, was bei der Beurteilung der Knochenausrichtung auf Röntgenbildern hilfreich ist.

Klemmen

Die Klemmen stellen die Verbindung zwischen den Rohren oder Stäben und den Stiften her. Ebenso können die Stäbe oder Rohre mit den entsprechenden Klemmen miteinander verbunden werden (Rohr-zu-Rohr). Erlaubt eine Schelle die Verbindung von Rohren und Stangen, spricht man von Kombinationsschellen.

Es sind sowohl ein- als auch mehrpolige Schellen erhältlich.

Schellen gibt es in drei Größen mit identischer Schellenkonstruktion und Anwendungstechnik.

Eine größere Rohr-zu-Rohr-Klemme ermöglicht es, zwei Frakturkomponenten in relativ stabiler Ausrichtung zusammenzuhalten, unabhängig von der Position, die die Schanzschen Pins im Knochen einnehmen.

Stabilität von unilateralen oder modularen AO Fixateur externe

Die Biegesteifigkeit von unilateralen Fixateuren hängt von der Ebene der halben Pins und der Belastungsebene ab, wobei anterior montierte Rahmen eine größere Biegesteifigkeit aufweisen. Wenn diese Rahmen außerhalb der Ebene mit Varus-Valgus- und Torsionskräften belastet wurden, hatten sie eine schlechte Kontrolle über die Knochenfragmente mit erheblichen Bewegungen an der Frakturstelle.

Mehr Stabilität würde durch ein multiplanares System erreicht.

Die Steifigkeit des Rahmens hängt von folgenden Faktoren ab:

• Je näher die Schanzschen Schrauben an der Fraktur sind, desto steifer ist das Konstrukt
• Je weiter die letzte Schanzsche Schraube auf dem Fragment auf jeder Seite der Fraktur platziert ist, desto steifer ist das Konstrukt
• Näher das Längsverbindungsrohr/der Stab am Knochen. Steifer das Konstrukt
• Zwei Stäbe/Rohre sind steifer als einer;
• Rahmenkonfiguration – Die Steifigkeit des Konstrukts hängt von der Montage ab. Verschiedene Konstruktionen von röhrenförmigen externen Fixateuren, die ein zunehmendes Maß an Stabilität erzeugen, sind
  • Unilateraler uniplanarer Einrohr-Fixateur.
  • Unilateraler uniplanarer Einrohr-Modulfixateur.
  • Unilateraler uniplanarer Doppelrohr-Fixateur.
  • Unilateraler biplanarer Rahmen (Deltarahmen oder Dreiecksrahmen).
  • Bilateraler Rahmen mit transfixierenden Stiften.

Zirkulärer Fixateur

Der Fixateur nach Ilizarov ist ein typischer zirkulärer Fixateur. Zirkuläre Fixateure bestehen aus einer Reihe von Ringen oder Bögen, die durch Verbindungsstangen miteinander verbunden sind, und die Ringe werden mit gespannten Drähten am Knochen befestigt.

Es können viele Modifikationen hinzugefügt werden, und dementsprechend wird das bei einer bestimmten Fraktur verwendete Implantat je nach Indikation und Ziel der Operation eingesetzt.

Der Fixateur externe von Ilizarov ist ein sehr vielseitiger Fixateur und den meisten Menschen bekannt, weil er zur Verlängerung der Knochen verwendet wird.

Der Fixateur externe von Ilizarov wird gesondert besprochen.

Bei zirkulären externen Fixateuren wird die Stabilität des Rahmens stark von den Ringeigenschaften beeinflusst. Ringe mit kleinerem Durchmesser sind stabiler als größere Ringe gleicher Dicke, aber ein Ring sollte keinen Druck auf das Gewebe ausüben, und die endgültige Größe wird durch den Umfang der Gliedmaße bestimmt.

Ringe mit unterschiedlichem Durchmesser können im selben Rahmen verwendet werden, um sich den Konturen der Gliedmaße anzupassen. Die Zentralisierung des Knochens wird bevorzugt, aber es hat sich gezeigt, dass eine exzentrische Positionierung keine nachteiligen Auswirkungen hat.

Je enger die Ringe beieinander liegen, desto besser ist die Stabilität des Rahmens.

Die Stabilität des Konstrukts wird erhöht durch

• Verwendung einer größeren Anzahl von Ringen
• Kürzere Abstände zwischen den Ringen
• Erhöhung der Spannweite der Ringe über den Knochen, wobei sowohl die nahen als auch die fernen Enden jedes Segments kontrolliert werden
• Erhöhung der Anzahl der Verbindungen zwischen den Ringen
• Erhöhung der Anzahl der Befestigungspunkte am Knochen.

Best Practice Tipps für Fixateur externe

• Platzieren der Pins mit aseptischer Technik
• Schutz der Weichteile, damit kein nekrotisches Gewebe zurückbleibt, das eine Infektion begünstigt
• Bohren eines Pilotlochs, um Knochensplitter zu entfernen und den Reibungswiderstand und damit die Wärmeentwicklung beim Einsetzen der Pins zu verringern.
• Erzielen eines festen Pinsitzes mit einer radialen Kraftverteilung – der Pin ist 0,2 mm größer als das Pilotloch, was zu einer Kompression des Knochens führt, die als radiale Vorspannung bezeichnet wird.

Komplikationen der externen Fixation

Komplikationen können im Fixateur selbst oder am häufigsten an der Schnittstelle zwischen Knochen und Pin auftreten. Wie bei jeder Fraktur, insbesondere bei schweren Verletzungen, können Komplikationen an der Fraktur als unmittelbare Folge der Verletzung auftreten.

Pin-Trakt-Infektion

Dies ist die häufigste Komplikation, die bei etwa 30 % der Patienten auftritt. Die Infektion reicht von einer leichten Hautentzündung bis zu einer Osteomyelitis, die eine Sequestektomie erfordert.

Eine Infektion an der Einstichstelle tritt häufiger auf, wenn

• der Pin an einer Stelle mit größerem Weichteilgewebe eingesetzt wird
• Hautverklebungen über dem Pin
• Inadäquate Pflege des Pins

Neurovaskuläre Verletzung

Der Nervus radialis in der distalen Hälfte des Arms und der proximalen Hälfte des Unterarms, der dorsale sensorische Radialnerv knapp oberhalb des Handgelenks sowie die Arteria tibialis anterior und der tiefe Peroneusnerv am Übergang zwischen dem dritten und vierten Viertel des Beins sind die am häufigsten betroffenen Strukturen.

Es ist bekannt, dass die Stifte in Gefäße eindringen, Thrombosen verursachen, wenn sie an das Gefäß angrenzen, späte Erosionen des Gefäßes, arteriovenöse Fisteln und die Bildung von Aneurysmen verursachen.

Muskelfibrose und Sehnenruptur

Nägel, die durch Sehnen eingeführt werden, können die normale Exkursion einschränken und zu Sehnenruptur oder Muskelfibrose führen

Komplikationen bei Frakturen

Nichtvereinigung und verzögerte Vereinigung können bei jeder Art der Fixierung beobachtet werden und können auch bei externen Fixateuren auftreten.

Nach der Entfernung des Fixateurs kann es zu einer Refraktur kommen, und die Fraktur muss nach der Entfernung des Fixateurs für einen längeren Zeitraum geschützt werden.