L~ngenbecks Arch. u. Dtsch. Z. Chit., Bd. 267 (Kongrel~bericht), S. 586--592 (1951).

XXXu Neuere Erkenntnisse iiber das Geschehen bei der Knoehenbruchheilung.

Von G. Kt~NTSCHE~- Schleswig.

Mit 4 Textabbildungen.

LEVA~DE~ land im Jahre 1934 in der Knochensubstanz ein fettlSs- liches thermolabiles Hormon, das bei EinMpritzungen im Bindegewebe Knochensubstanz erzeugt. A~EXtSTE~ konnte diese Versuche best~- tigen, die eine gro~e Bedeutung ffir dam Versti~ndnis des GeschehenM bei der Knochenbruchheilung haben. Nach der Ansicht der Autoren wird dam Hormon bei der Fraktur frei und erzeugt in Berfihrung mit dem Bindegewebe der Bruchumgebung Callus. Die Vorg~nge bei der Bruchheilung sind nach dieser Auffassung rein humoraler Natur und mit der VI~CROWMchen Zelltheorie nicht erkli~rbar. Dieser Ansicht hat sich O~ERDALL~OFF angeschlossen und hat sic auch dutch Tierversuehe zu erhi~i.ten versucht. Er umgab kfinstlich gesetzte Frakturen am Unterarm des Hundes mit Fascie, die das Austreten des Hormones verhindern sollte. TatstLchlich traten in dieMen Versuchsreihen keine Bruchheilungen ein. Hierzu ist allerdings zu sagen, dab der Unterarm des Hundes nach den Erfahrungen des Vortragenden ein ungiinstiges Objekt darstellt. W~ihrend es aul~erordentlieh schwer ist, an den anderen Knochen des Hundes PMeudarthrosen zu erzeugen, ist dies hier leichter m(iglich, da eine starke mechanische BeanMpruchung der Knochen an dieser Stelle vorliegt.

Vortragender ist ebenfalls der Ansicht, dab die Callusbildung dutch ein Hormon veranlai~t wird. Ganz im GegenMatz zu den genannten Autoren ist er jedoch der Auffassung, dab dieseM Hormon yon der Knoehenzelle durch eine aktive Leistung produziert wird, dab also die Knochenbruehheilung als cellular gesteuerter Vorgang zu deuten ist. Die Knochenzelle selbst beherrscht durch aktive Sekretion die Bildung neuen Knochens.

Vortragender zeigte 1939 eine grSl3ere lZeihe yon Versuchen, in denen durch l~eizung der Knochensubstanz enorme Callusmassen erzeug~ werden konnten. Von der MarkhShle aUM wurden dutch Einffihrung yon Dri~hten aus unedlem Metall periostale CalluMwucherungen erzeugt. Diese Versuche sind nieht anders zu erkli~ren, als dadurch, dab der I)raht die Knochenzelle chemisch reizt, die auf diesen Reiz hin einen Stoff abgibt, der dam Periost zur Calluswucherung induziert. Alle anderen Erkli~rungsm~iglichkeiten konnten durch Variationen der Versuche aus-

Erkenntnisse fiber das Gesehehen bei der Knoehenbruchheilung. 587

geschlossen werden. Die Knoehenzelle antwortet auf Mle l~eizungen, wie thermischer oder meehanischer Art, in derselben Weise. So ist die Callusbfldung, die bei den MARTIN M/~LLERsehen Versuehen nach Re- sektion des Radius des tIundes auftritt, naeh der klinisehen Erseheinung, dem rSntgenologisehen und histologisehen Befund identiseh mit der in den erw~thnten l~eizversuehen auftretenden. Damit l~13t sieh aueh eine sehr einfache Theorie des funktionellen Knoehenwaehstums aufstellen. An den Stellen, an denen der Knoehen besonders stark meehaniseh beansprucht ist, wird die I(noehenzelle lokal mehr induzierendes Knoehenhormon bilden und sieh so der Knoehen verstarken. Rouxs Kampf der Teile im Organismus bedeutet danaeh fiir den Knoehen nieht einen vermehrten Blur- oder Saftstrom, sondern eine Assimilierung neu- gebildeten Gewebes. Ffir dieses t tormon sind das Periost und das Endost ganz besonders reaktionsf/~hig. Weniger reaktionsfghig ist das zungehst undifferenzierte mesenehymale Keimgewebe im ]~ruehspalt, das sieh wie in jeder Wunde des KSrpers bildet, wobei vor allem aueh das Hgmatom eine Rolle spielt. Periost und Endost haben zusgtzlieh noeh die Rolle einer Grenzmembran, die das Austreten des Hormons in die Umgebung normMerweise verhindert. Erst beim Abheben der Periosthfille infolge eines subloeriostMen I-IS, matoms oder beim Zerreigen derselben tr i t t das t tormon in das t tgmatom oder das Keimgewebe der Umgebung. So erklgren sieh die CMlusbildungen im H~matom bei der sog. lViyositis ossifieans. ])as Markgewebe hat keinen Einflu!3 auf die Bruehheilung, wie Vortragender an zahlreiehen Versuehen naeh Entfernung des Markes zeigen konnte.

Das Ereignis des Knoehenbruehes bedeutet nun eine intensive meeha- nisehe und aueh ehemisehe Reizung der am ,Leben gebliebene~ Knoehen- zellen. Wir wissen dm'eh die Untersuehungen yon ItAASE, dag die meehanisehe Alterierung weir fiber den Bruchspalt hinausreieht, dab wir in mehr oder weniger weiter Umgebung der Bruehfl~che Zerrfittungs- zonen feststellen kSnnen. Wit wissen ferner, dab sieh das Ionenmilieu bis in die weite Umgebung des ]~ruehes sehlagartig andert dureh Ver- sehiebung der Wasserstoffionenkonzentration naeh der sauren Seite, die erst naeh Woehen mit dem Begiun der Kalkeinlagerung in das Alkalisehe umsehl~gt. Dieser meehanisehe und ehemisehe Reiz veraNassen die Knoehenzelle zur Produktiou ihres knoeheninduzierenden ttormons. Diese Sekretion ist ad/iquat der St~rke des Reizes, andererseits aber wie bei jeder lebenden Zelle yon der ]~ereitsehaft dieser Zelle zur sekretori- schen Leistung abhangig. I)iese Antwort der Zelle ist demnaeh yon sehr vielen Faktoren bestimmt, wie Alter, Ernahrungszustand usw. und wie bei jeder lebenden Substanz nieht yell voraus bereehenbar. Das Sekret der Knoehenzetle wirkt dutch Beriihrung, also in der Nahe. Es tal3g sieh jedoeh dureh besondere Kunstgriffe aueh in die Ferne leiten. Schon bei

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den ersten Marknagelungen fielen dem Vortragenden interessante Callus- bildungen auf den KSpfen mancher Markn~gel auf. BSHL~a erkl/irte diese Bildungen so, dal~ bier beim Einschlagen des Nagels die Muskulatur zwisehen Hammer und iXIagel zerquetscht wird und dal~ zweitens eine besondere Veranlagung zu diesen Bildungen vor]iegen mfisse. Diese Erkl/~rung erscheint jedoch nicht haltbar. Aussehen und Lage des Callus- hiitchens sind einmal abh~tngig yon der Form des Nagels. So bildete sich

L

a b

A b b . 1 a u. b. Versch iedene L a g e des C a l l u s h t i t c h e n s bei v e r s c h i e d e n e r zur B e h a n d l u n g des p e r t r o c h a n t e r e n Bruches v e r w e n d e t e r N a g e l f o r m . a M i i n d u n g des N a g e l s c h l i t z e s a m Kopfe .

b Der Nagelschlitz hat auch eine seitliche mediale 0ffnung.

bei der zuerst ffir die Nagelung des pertrochanteren Bruches verwendeten Ausfiihrungsform des l~agels, bei der der Nagelschlitz oben am Nagel- kopf mfindete, der Callushut stets an dieser Stelle. Bei der sp~ter ver- wendeten Form dieses Nagels miindete der 1Nlagelschlitz seitlich und das Callushiitchen bildete sich an dieser Stelle in Form einer groBen Zaeke (vgl. Abb. 1). Die GrSfte des Callushfitchens ist ferner ungef~hr proportional der an der Bruehstelle gebildeten Callusmenge. Bei starker Callusbildung finder sich ein grol]es Callushiitehen. Bei abnorm starker Callusproduktion, wie etwa bei einer TAsEssehen Fraktur finden sich auch meist gigantisehe Hutmassen. So zeigt Abb. 2 eine riesige Callus- wolke fiber dem Nagelkopf bei einer Tibiakopffraktur bei einer Tabikerin. Hier war der Nagel zwecks gleichzeitiger Knieversteifung vom Trochanter aus eingeschlagen worden (vgl. Abb. 2).

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Schlie61ich finden wir auch Callusbildungen 1Kngs des Nagels im Innern des Markrohres, die oft l~ngere Streeken an dem Nagel entlang- laufen oder seine Spitze umgeben (vgl. Abb. 3), ja sogar als freie KSrper im Gelenk, wenn der Nagel in dasselbe hineinragt.

Dies alles lgf3t sich mi~ der geschilderten mechanischen Entstehungs- ursache nicht erklgren, sondern nur mit der Annahme, daft yon der

Abb. 2. Riesiger Callushut bei Tabesfraktur.

Bruchstelle aus eine callusinduzierende Fliissigkeit dem Nagel entlang- lguft und in Beriihrung mit keimendem Wundgewebe Knochen erzeugt. Auch die geschilderten Veranderungen des Ionenmilieus werden sich l~ngs des Nagels der Umgebung mitteilen, wobei bei unstabiler Osteo- synthese oft eine Pumpwirkung des sich bewegenden Nagels hinzu- kommt.

Am st~rksten ist naturgemaft die Wirkung in n~chster Umgebung der Bruchstelle. Das Periost ist, wie gesagt, am st~rksten reaktions- f~hig, wie dies aus den Reizdrahtversuchen auch hervorgeht. Damit

�9 soll die hervorragende Bedeutung bei der Knochenbruchheflung hervor- gehoben werden. Zweifellos treten bei jedem Knochenbruch, bei jeder Osteotomie und auch bei den Reizdrahtversuchen Knochennekrosen auf.

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Diese sind es aber nieht, die haupts~chlieh das Hormon durch Zerfall freigeben, sondern es sind - - um es noch einmal zu betonen - - die lebenden Knoehenzellen, die auf Reizung jeder Art akt iv das Hormon absondern. (Naeh den Versuehen von WELCK~R besitzen aueh lebende Zellen der Blasensehleimhaut eine solehe knoeheninduzierende Wirkung auf das Bindegewebe.) Sind die l~eize sehr stark, so werden natiirlich auch Nekrosen auftreten miissen, andererseits sind es aueh gerade die

A b b . 3. M a r k c a l l u s n e b e ~ d e m N a g e l u n d a n d e r S p i t z e de s se lben .

Nekrosen, die die noch lebenden Zellen intensiv reizen. Dies s t immt aueh mit den Erfahrungen bei der Knoehentransplantat ion iiberein. Der tote Knoehen enth~tlt nur wenig Hormon, oder, wenn er dutch t t i tze get6tet wurde, iiberhaupt keins, und nnr in Bertihrung mit noeh leben- dem Knoehen bildet er neuen Knoehen, andererseits zeigen die Versuehe yon O~]~LL, der naeh Transplantation yon gereiztem Knoehen, den er Os novum nennt, ganz intensive Knoehenbildung sah. Vortragender konnte diese Versuehe best~tigen. Das Periost allein ist bekanntlieh bei der Transplantation nieht imstande Knoehen zu bilden. Ebenso bildet in der Gewebskultur Callusgewebe niemals Xnoehen, eben, weil das induzierende t to rmon einer dnreh die Funktion oder anderswie gereizten lebenden alien Knoehenzelle fehlt. SehlieBlieh l~tgt sieh dutch einen einfaehen Versueh zeigen, dab wirklieh die lebende Knoehenzelle die entseheidende Rolle spielt: L6st man das Periost vorsiehtig im Zu-

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sammenhang mit den nmgebenden Weichteilen vom Knochen ab und lg~t den so entblSBten Knoehen under sorgfal~igs~er W~rmeisoNerung des Periostes mit Kohlensgureschnee gefrieren, so heflt er nicht, wenn man ihn zerbricht. Die Knochenzelle ist getStet und kann nun nieht mehr das umgebende Periost und d~s mesenehymale Keimgewebe der Umgebung zu Knoehen induzieren (vgl. Abb. 4).

a, b Abb. 4a u .b . a Ausble iben der Xnochenbruchhe i lung nach A b t 6 t e n der Knochenze l len durch Kohlens~ureschnee . b Kon t ro l lve r such ~m ande ren Oberschenke l desselben Tieres

ze ig t gu te Callusbildnng.

Die histologischen Untersuchungen (Dr. FaI~DalS~) bes~g~igten diese l~5ntgenbefunde.

Zum Vergleich wurde anf der anderen Sei~e das Periost in derselben Weise abgelSs~ nnd ein Zertriimmerungsbruch erzeugt. Die Briiche wurden durch Marknagel zusammengehalten, um durch Ausschalten des mechanischen Momentes und Einhalten der Bruchstellung mSglichs~ genaue VergleichsmSglichkeiten zu erzielen. Die geschilder~e Auff~ssung gibt eine Erklgrung ffir vide Vorgange bei der Knochenbruohheilung und der Knochenpathologie. Sie erweck~ die I-Ioffnung, dab es gelingen kSnnte, durch zus~itzliehe Reizung die Callusbildung zu verstarken oder im Falle der Defektpseudarthrose das Callnshiitchen im Bruchspalt zu erzeugen. Dies gelang in einigen Tierversuchen. 8ie gib~ auch eine gute

592 G. Kii~Tsc~m Uber das Geschehen bei der Knochenbruchheilang.

Erkl~rung ftir unsere wirksamsten Behandlungsverfahren des Aus- bleibens der Knoehenbruehheilung, der Pseudarthrose. Dutch die KIRSCHN~Rsehe Aufsplitterung, die BEcKsehe Bohrung und die Zer- s~igung naeh BRAND~S, wird sowohl die Knoehensubstanz meehaniseh gereizt, als aueh die Grenzmembran des Endostes und Periostes dureh- trennt, so d~f] das Knochenhormon in die Umgebung ausfliegen kann. Nieht vergessen werden daft allerdings die auflerordentlieh wiehtige Tat- saehe, dag die Differenzierung des Gewebes im BruehspMt noeh yon einem zweiten Faktor abh~ngt und das ist der meehanisehe. Bei Uber- wiegen yon Trennkr~ften (Sehub-, Seher- und iiberm~gige Zugkri~fte) bildet sieh im Bruehspalt Bindegewebe, aueh wenn reiehlieh Knoehen- hormon vorhanden ist. Nur bei langdauerndem Aussehalten dieser Kr~fte iiberbrtiekt sich der Bruehspalt kn6ehern.