Abb. 1 Auszug aus der Veröffentlichung von Hansmann (1886). EineFraktur wird mit einer kurzen Platte gehalten. Die Schrauben sind darinstabil verankert.

Abb. 2 Pohlʼsche Laschenschraube für den proximalen Femur (1940).Die sternförmige Klinge hält den spongiösen Femurkopf. Diese stern-förmige Klinge ist mit der Lasche, d.h. Platte, in einem bestimmtenWinkel winkelstabil verbunden.

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Abb. 3 Klingenplatte (1959). Die (hoffentlich) allen bekannte Kon-dylenplatte ist ein Beispiel für die große Familie der Winkelplatten (95°,110°, 130°, gerade, gekröpft).

Abb. 4 DHS (1980). Die DHS verwirklicht dasPrinzip winkelstabile Stabilisierung wie eine125°- bis 135°-Kondylenplatte (siehe Abb. 3).Der Hüftkopf selbst wird mit einer großvolu-migen Schraube gefasst. Als weitere Kom-ponente ist hinzugefügt, dass diese Schraubeim immer gleichen Winkel, d.h. winkelstabil,nach peripher rutschen kann. So wird einerLast, nämlich dem Körpergewicht, dynamischnachgegeben, bis die Frakturzonen so auf-einander stehen, dass sie bei der Frakturstabi-lisierung helfen. In diesem Fall gewinnt mandurch Nachgeben Kraft.

Geschichte und technische Möglichkeiten derwinkelstabilen Osteosynthese – eine Bildergeschichte

History and Technical Possibilities of Angle-Stable Osteosynthesis – A Pictorial Story

&n Dankward Höntzsch, Stephan Perren, Röbi Frigg

OP-JOURNAL 2012; 28: 124–128© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New YorkDOI http://dx.doi.org/10.1055/s-0032-1315299

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Abb. 7 Druckplattenfixateur (1987). VonWolters und Gerngross wurde eine Platte ent-wickelt, die folgendermaßen funktioniert:Eine weitgehend konventionelle Platte wurdemit konventionellen Schrauben bestückt. DieSchraubenköpfe ragen etwas über die Ober-fläche hinaus. Gegen diesen herausstehendenTeil der Schraube wird eine Platte gepresst,welche Einmuldungen hat, die genau negativden Plattenkopf abbilden. Diese Platte wirddann gegen die Grundplatte verschraubt. Einkleiner Spalt erlaubt es, dass dieses Heran-pressen den Schraubenkopf in sein Bett aufder Grundplatte presst und von oben eben-falls gegengehalten wird, sodass eine in einembestimmten Winkel mögliche Polyaxialitätwinkelstabil blockiert wird. Anwendung hatdies z.B. als winkelstabiler Fixateur interne ander Wirbelsäule gefunden (Druckplattenfixa-teur). Aber im Einzelfall war auch eine Positio-nierung am Schaftknochen möglich. DiesesPrinzip hat dann später bei der winkelstabilenPlatte mit aufschraubbarem Deckel Anwen-dung und weite Verbreitung gefunden (sieheAbb. 14) (NCB-System).

Abb. 8 Kugelkopfschraube/Platte (1988). Inden späten 80er-Jahren hat sich der Gedankebei Entwicklern und Ärzten durchgesetzt, dasswinkelstabile Schrauben ein großer Vorteilsein könnten. Auch die Polyaxialität war alsVorteil erkannt worden. Dies fand Ausdruckin einem Prototyp: eine Platte hatte in ihrenLöchern eine spreizbare Kugel, in welche eineSchraube mit konischem Kopf eingetaucht ist.Das Eintauchen der Schraube hat die Kugeldann verpresst. Dadurch ist bzw. wäre einewinkelstabile polyaxiale Schrauben-Platten-Konstruktion entstanden. Diese Konstruktionist nicht marktreif geworden, weil sie bereitsaus damaliger Sicht für den Markt zu teuer ge-worden wäre.

Abb. 5 DCS (1985). Die winkelstabile Fixa-tion ist mit einer großvolumigen Schraubewie bei der DHS verwirklicht. Auch dieseSchraube kann in dem allerdings 90°-Schenkelrutschen. In dieser Richtung wirkt keine Kraft,sodass diese im Grunde genommen keine dy-namische Schraube ist. Der Vorteil ist, dass siewie eine Kondylenplatte wirkt, aber in 2Schritten implantiert werden kann: ZunächstSetzen der DCS-Schraube in der Oberschen-kelkondyle und im 2. Schritt Aufsetzen undPlatzieren der Platte. Dieses Zusammensetzenhat dazu geführt, dass die DCS am Beginn derminimalinvasiven Osteosynthese Anwendunggefunden hat, weil man nur die kurze Hülseder Platte auf die Schraube heben musste.

Abb. 6 Shuli (1985). Bei den Shuli handelt essich um eine Unterlegscheibe mit Gewinde,welche genau in ein DCP-Loch von unten, d.h.von Kortikalisseite, eingepasst werden kann.Dadurch erreicht man mit jeder konventionel-len DCP-Platte und konventionellen Schraubeeine winkelstabile Schraube. Leider hat diese„winkelstabile Konterscheiben-Schrauben-Technik“ ein Schattendasein geführt. In ge-eigneter Konstellation kann diese aber heutenoch gute Dienste leisten. Der Autor unter-lässt eine Diskussion, warum diese winkelsta-bile Unterlegscheibe womöglich zu kompli-ziert in der Anwendung war – obwohl sie esgar nicht ist!

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Abb. 10 THORP-Prinzip (1990). Die Wirbel-säulenoperateure (s.o. HWS-Platte) und diegesichtschirurgischen Operateure waren indieser Zeit wohl etwas konsequenter. Für denmund-kiefer-gesichtschirurgischen Bereichgab und gibt es eine lange winkelstabile Plat-te, die nach dem ähnlichen Prinzip arbeitet.Ein viergeteilter Schraubenkopf wird nachendgültiger Positionierung durch eine zentra-le Madenschraube nach außen gegen dieWand der Platte expandiert, sodass eine stabi-le Blockade entsteht.

Abb. 11 PCFix (1992). Beim PCFix wurde die Winkelstabilität durch ei-nen konischen Kopf in einem identisch konischen Loch in der Platte er-reicht. Die Stabilisierung ist mit einem Konusverschluss aus Chemie-und Apothekenflaschen bekannt. Auch die Werkzeuge in Werkzeug-maschinen wurden und werden mit solchen Koni gehalten (dort einuraltes Prinzip). Die PCFix-Platte hatte dann noch eine andere Beson-derheit. Sie hat den Kontakt zum so wertvollen Periost des Knochensauf nur noch Punktkontakte reduziert. Diese Platte wurde für das 3,5-mm-System ausgelegt. Fehlender Enthusiasmus am Markt und danndie Entwicklung des etwas toleranteren gewindetragenden Verriege-lungsschraubensystems haben dann die Anwendung auslaufen lassen.

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Abb. 12 LISS/LCP (1992). Prinzip des gewindetragenden, winkelstabilen Schraubenlochs ist: Einkonisches Gewinde in der Platte wird mit einem ebenso konischen Schraubenkopf besetzt. ImGrunde genommenkönntemanhier eineunendlich festeStabilisierung erreichen, allerdings dannauch ein Verklemmen, Blockieren oder Kaltverschweißen. Deshalb müssen diese Schrauben miteinem Drehmomentbegrenzer eingebracht werden. Eine Anmerkung nebenbei: Im Grunde ge-nommen hat jede technische Schraube ein bestmögliches Andrehmoment. Zu viel und zu wenigsind von Schaden. Anwendung hat dieses LCP-Prinzip zunächst in der LISS-Platte gefunden. Eswird Folgendes erreicht: Die Stabilisierung ist winkelstabil. Für Kondylen, Tibiakopf und proxima-len Femur entspricht die Haltewirkung den Kondylenplatten. Sie ist anatomisch vorgeformt. Siemuss und darf nicht auf den Knochen aufgepresst werden. Dadurch wird das Periost geschontund sie kann minimalinvasiv eingeschoben werden, weil der exakte Knochenkontakt auf der ge-samten Strecke nicht angepasst werden muss. Minimalinvasive Osteosynthesen (ein anderesThema) haben ihren Siegeszug mit diesen winkelstabilen Platten angetreten. Beispiel der An-wendung finden Sie in den anderen Artikeln dieses Heftes.

Abb. 9 Winkelstabile Halswirbelsäulenplatte (1989). Die auch heute noch vielfach genutzte ventrale HWS-Platte funktioniert ein wenig nach dem-selben Prinzip wie bei Abb. 8. In die HWS-Platte wird eine Schraube eingebracht, deren Kopf in 4 Segmente geteilt ist. Die Schraube kann in einemgeringen Winkel polyaxial eingebracht werden. Bei der endgültigen Position wird dann in das Zentrum des viergeteilten Kopfes eine Madenschrau-be eingedreht, welche wiederum diesen viergeteilten Kopf nach außen gegen die Wand der Platte presst.

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Abb. 15 Combihole-Prinzip (2002) von Frigg und Wagner. Es wurdeein Kombinationsloch entwickelt: 2 Löcher liegen so nah beieinander,dass sie sich teilweise überdecken und in der Silhouette eine 8 (Acht)bilden. Jedes Loch hat ungefähr ⅔ seines Umfangs. Das mittlere Drittelüberdeckt sich jeweils. Ein Loch ist nun wie ein DCP-Prinzip aufgebaut,das andere wie ein LCP-Prinzip. Zwei Drittel des Umfangs des jeweiligenPlattenlochdesigns reichen aus, um die Eigenschaften voll zu erhalten.So ist es möglich, in dieses Kombinationsloch (Combihole) entwedereine konventionelle Schraube (nach dem dynamischen DC-Prinzip oderneutral) oder eine winkelstabile Schraube einzubringen.

Abb. 16 Polyaxiale Lösungen für Gewindekopfschrauben (2008). Ne-ben den schon genannten Lösungen für Polyaxialität kann auch dieüber einen Gewindekopf verriegelte Schraube polyaxial ausgelegt wer-den: Hierzu wird das Gewinde kleeblattförmig unterbrochen. Der Ge-windekopf der Schraube wird etwas modifiziert. Der Konus zeigt eineleichte Rundung statt eines geraden Konus. Auf diese Weise ist es mög-lich, den gewindetragenden Schraubenkopf genau 90° in das Gewindeeinzubringen oder man kann den Schraubenkopf kippen. Dann läuftdas Gewinde des Schraubenkopfs in dem Kleeblattgewinde um 1, 2oder 3 „Stockwerke“ tiefer oder höher versetzt. So können Winkel ineinem Kreis von ± 15°, also insgesamt 30°, erreicht werden.

Abb. 13 LITOS-System (1994), von Wolters entwickelt und einge-führt. Eine gewindetragende Schraube trifft auf ein Plattenloch in einerPlatte mit geringfügig weicherer Legierung als die Schraube. DasSchraubenloch hat noch kein Gewinde. Beim Vordrehen der Schraubemit etwas härterem Titan drängt sich (nicht schneiden) das Gewindevon selbst ein. Eine Lippe am Anfang des Loches erleichtert dieses Ein-laufen. Das Schraubenloch erlaubt einen polyaxialen Winkel. Sehr dün-ne Platten waren damit möglich. Dies war und ist z.B. ein Vorteil amdistalen Radius oder am Kalkaneus. Im Laufe der Jahre hat dieses Sys-tem dann weitere Verbesserungen erfahren.

Abb. 14 NCP-System (1996) von Zimmer. Das Druckplattensystemvon Wolters hat später Serienreife für lange Platten erreicht. Jedes Plat-tenloch hat ein Bett um den Schraubenkopf aufzunehmen. Gleichzeitighat das Plattenloch ein zusätzliches Innengewinde. Ein Deckel mit ent-sprechendem Außengewinde kann so aufgeschraubt werden, dass derSchraubenkopf gegen den Untergrund und der Deckel gegen die Auß-enwölbung der Schraube gepresst wird. Beides führt dazu, dass dieSchraube in der Platte winkelstabil blockiert ist. Verschiedene Winkelsind möglich, d.h. Polyaxialität ist gegeben. Der Vorteil ist, die Plattekann offen oder eingeschoben eingebracht werden. Es können konven-tionelle Schrauben verwendet werden. Diese können dann je nachWunsch des Operateurs blockiert werden.

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Abb. 17 Dynamische Kopfverriegelungsschrauben – DLS (2011/12). Winkelstabile Platten-/Schraubensysteme sind besonders „unter“ der Platte rigide. Dies trifft auch für konventionellePlatten zu, wenn die Schrauben ihre Aufgabe erfüllen und es zu einem stabilen Anpressen derPlatte an den Knochen kommt. Die Frakturheilung wünscht im Grunde genommen eine physio-logische elastische Stabilität. Dies kann auch dadurch erreicht werden, dass eine etwas längereSchwingstrecke eingehalten wird und die frakturnahen Schrauben nicht besetzt werden. Bei denPlatten handelt es sich dann aber immer noch um eine Schwing- bzw. Kippbewegung. Ein neuerSchritt zur auch unter der Platte elastischen Stabilität mit winkelstabilen Schrauben kann aufzweierlei Weise erreicht werden: 1. Die Schraube hält nur in der Gegenkortikalis und in der zuge-wandten Kortikalis kann sie schwingen (auf englisch: far-cortex-stabilisation). Diese Art von Ver-schraubung verzichtet aber auf die Haltekraft der zugewandten Kortikalis. Wir wissen, dassSchrauben in nur einer Kortikalis schlecht stabilisiert sind, da allein von den Hebelkräften die Ar-beitslänge fehlt. Bei dieser Lösung ist es nur eine Kortikalisstärke. Bei Schrauben in 2 Kortikales istdie Arbeitslänge so lang wie der Knochen dick ist, also ungefähr das Zehnfache. 2. Die technischkonsequentere Lösung ist eine Schraube, in welche die dynamische Federung eingebaut ist. Diesist bei der dynamischen Verriegelungsschraube (DLS) dadurch erreicht, dass in einem Zylinder,welcher das Außengewinde trägt, der kopfverriegelte Schraubenkopf über einen Stift in der Au-ßengewindehülse verankert ist (siehe Kapitel DLS).

Abb. 19 DFN und ETN. Auch Marknägel können winkelstabil verriegeltsein (1980). Hierbei ist es so, dass die insertionsnächste Verriegelungs-schraube oder eine Spiralklinge durch eine zentral eingebrachte Ma-denschraube blockiert wird (DFN, ETN, proximalste Schraube undUHN). Oder die Nägel (dann aber teuer und speziell angefertigt) tragenein Gewinde (problematisch, dass der Gewindegang genau getroffenwird und mit dem Gewinde in der Kortikalis korreliert) oder es werdenKunststoffringe eingebaut. Eine konsequente technische Lösung ist inAbb. 20 dargestellt.

Abb. 20 ASLS winkelstabile Verriegelungvon Marknägeln mit Angular Stable LockingSystem (2009). Es können konventionelle Nä-gel verwendet werden. Die Schraube trägteine Kunststoffhülse, welche über einen an-steigenden Durchmesser der Verriegelungs-schraube im Nagel zentripedal expandiertund somit wie ein „Fischerdübel“ die Schrau-be im Nagel winkelstabil belastbar hält. Wiebei einem Dübel muss dazu die zugewandteKortikalis so weit aufgebohrt werden, dassder Dübel durchpasst. Die ASLS-Schraubenhaben dann unter dem Kopf ein größeres Ge-winde, welches genau in dieses größere zuge-wandte Loch hineingeschraubt wird. Somithält diese Verriegelungsschraube 1. in beidenKortikales und 2. winkelstabil im Nagel.

Abb. 18 Winkelstabiler Fixateur interne von dorsal (a), winkelstabilesSystem von ventral (b).

Interessenkonflikt: Der Unterzeichner ist Mitglied der AO,AOTK Gremien, awiso, Beratung von Synthes, Ceramtex, Gisa-Med, Vision Medical.

Prof. Dr. med. Dankward HöntzschLeitender Arzt

Abteilung für Medizin-Technische EntwicklungenBG-Unfallklinik TübingenSchnarrenbergstraße 9572076 Tübingen

hoentzsch@t-online.de

Stephan Perren

AOClavadelerstrasse7500 DavosSchweiz

Röbi Frigg

CTO SynthesLuzernstrasse4500 SolothurnSchweiz

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