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B978-3-437-24401-8.50007-8

10.1016/B978-3-437-24401-8.50007-8

978-3-437-24401-8

Rasterelektronisches Bild eines Zupfpräparates der Achillessehne. Bei einer 40 000-fachen Vergrößerung sind die Kollagenfibrillen mit der typischen Querbänderung ihrer Oberfläche zu erkennen.

Histomorphologisches Bild einer intratendinösen Narbenbildung in der Achillessehne. Die unidirektionale Struktur der Achillessehne wird durch eine knäuelartige Narbe als Folge eines Mikrotraumas unterbrochen.

Intraoperativer und histomorphologischer Befund einer Lipoidose der Achillessehne. a Makroskopisch ist die Verfettung des Sehnengewebes und die begleitende entzündliche Synovialitis erkennbar. b Im histologischen Präparat fallen die fettgefüllten Vakuolen auf, die mit einer lokalen Zerstörung des Sehnengewebes einhergehen. Die nekrotischen Gewebeareale sind von einem entzündlichen Granulationsgewebe umgeben.

Histomorphologisches Bild der Reifungsphase im Rahmen der Heilung einer Achillessehnenruptur. Neben den neu proliferierten Sehnenabschnitten sind alte, avitale Sehnenreste erhalten, die reizlos von der neugebildeten Sehne umgeben werden.

Pathophysiologie des Band- und Sehnengewebes

Hanns-Peter Scharf

  • 2.1

    Funktionen und histologischer Aufbau 18

  • 2.2

    Biomechanik 18

  • 2.3

    Physiologische und pathologische Veränderungen 18

    • 2.3.1

      Physiologische Veränderungen 18

    • 2.3.2

      Degenerative Veränderungen 19

  • 2.4

    Sehnenverletzungen 19

    • 2.4.1

      Überdehnung 19

    • 2.4.2

      Distorsion 20

    • 2.4.3

      Ruptur 20

  • 2.5

    Band- und Sehnenheilung 20

    • 2.5.1

      Pathophysiologie 20

    • 2.5.2

      Unterstützung der Heilung 20

    • 2.5.3

      Chirurgische Therapie 21

Funktionen und histologischer Aufbau

Bänder, Sehnen und Faszien sind die zugbelasteten passiven Elemente der Haltungs- und Bewegungsorgane. Sie nehmen entweder die Zugkräfte der Muskulatur oder die Zugspannungen zwischen den Gelenken auf und sind in der Lage, diese Kräfte entweder vom Muskel auf den Knochen oder gelenküberbrückend von Knochen zu Knochen zu übertragen. Um dieser Beanspruchung gerecht zu werden, haben sie eine komplexe Struktur und setzen sich überwiegend aus kollagenen und elastischen Fasern sowie Proteoglykanen und Strukturproteinen zusammen.
Kollagen ist in der extrazellulären Matrix das am weitesten verbreitete Glykoprotein. Es kommt als quergestreifte Fibrille in unterschiedlichster Form und Struktur in allen Bändern, Sehnen und Faszien vor. Kollagenfasern ( Abb. 2.1) setzen sich aus unterschiedlichen Kollagenfibrillen zusammen und haben einen Durchmesser, der zwischen 1 und 20 m schwankt. Die einzelnen Kollagenfibrillen haben Durchmesser zwischen 20 und 150 nm und werden extrazellulär, aber zellvermittelt synthetisiert. Zur Synthese sind alle am Aufbau der Haltungs- und Bewegungsorgane beteiligten Zellen fähig, sie synthetisieren zunächst Prokollagene, die in der Folge aus der Zelle ausgeschleust werden. Extrazellulär werden die Registerpeptide abgespalten und durch prokollagene Peptidasen ersetzt.
Im ultrastrukturellen Aufbau bestehen Bänder und Sehnen zu 90 aus Kollagen-Fibrillen vom Typ I und zu je 5 aus den Kollagen-Fibrillen der Typen III und V. Die Fibrillen sind dicht gepackt, in Bändern und Sehnen meist unidirektional parallel angeordnet und in hohem Maße durch kovalente Quervernetzungen und Brückenproteine untereinander verbunden. In der extrazellulären Matrix sind in geringer Dichte Fibroblasten bzw. Tendiozyten verteilt, die über ein feines Gefäßnetz versorgt werden. Die Fribroblasten sind nach Abschluss des Wachstums für den Erhalt der extrazellulären Matrix verantwortlich und haben im Gegensatz zum Muskel- oder Knochengewebe nur eine niedrige Stoffwechselaktivität, sie sind bradytroph.

Biomechanik

Der ultrastrukturelle Aufbau des Band- und Sehnengewebes erklärt das viskoelastische Verhalten von Bändern und Sehnen. Die Eigenschaften der viskösen Elastizität sind im Gegensatz zu den idealen elastischen Eigenschaften zeit- und geschwindigkeitsabhängig. Während ein Stahldraht dem Hookeschen Gesetz (die Änderung der Länge ist direkt linear proportional zur Änderung der Kraft) folgt, wird die Deformierung von Sehnen und Bändern auch von der Geschwindigkeit und der Dauer der Krafteinwirkung beeinflusst. Die Deformierung des viskoelastischen straffen Bindegewebes ist nur dann reversibel, wenn äußere oder innere Kräfte den ursprünglich verformenden Kräften entgegenwirken können. Eine die Elastizitätsgrenze überschreitende, kontinuierlich einwirkende Zugkraft überwindet die inneren Rückstellkräfte und kann zur plastischen Verformung des straffen Bindegewebes führen. Beanspruchungen von Bändern und Sehnen jenseits ihrer Elastizitätsgrenze, die approximativ für eine Längenänderung von 5 der Ausgangslänge angenommen wird, führen deshalb zum Fließen, also zu einer plastischen Verformung des Gewebes.

Physiologische und pathologische Veränderungen

Physiologische Veränderungen

Mit zunehmendem Lebensalter unterliegt die extrazellulär gelegene kollagene Matrix biochemischen Veränderungen. Die Anzahl der kovalenten Brückenbindungen, die geschlossen werden, nimmt zu, wodurch die Reißfestigkeit steigt, die Elastizität aber gleichzeitig abnimmt. Bänder und Sehnen werden deshalb mit zunehmendem Alter spröde. Aufgrund der bradytrophen Gewebeeigenschaften ist gleichzeitig die Adaptation von Bändern und Sehnen nur sehr langsam oder gar nicht möglich.

Degenerative Veränderungen

Von diesen physiologischen Veränderungen sind die degenerativen Veränderungen des Band- und Sehnengewebes streng zu trennen. Als Degeneration wird der Abbau und Funktionsverlust des Band- oder Sehnengewebes auf Grund von anlagebedingten, meist endogenen oder chronischen externen Schädigungsfaktoren definiert. Endogene Faktoren sind selten, zu ihnen gehören die Speicherkrankheiten wie die Lipidosen ( Abb. 2.2) oder die Amyloidose. Die intrazelluläre Ablagerung von Metaboliten führt bei diesen Erkrankungen zum Zelltod der Tendinozyten, so dass sekundär die Integrität der extrazellulären Matrix langfristig nicht mehr aufrecht- erhalten werden kann.
Unter den exogenen Faktoren der Degeneration steht die hypoxische Zellschädigung im Vordergrund. Die spärliche Gefäßversorgung der Bänder und Sehnen kann in Kombination mit der mechanischen Beanspruchung zu einer kritischen Sauerstoffversorgung der Tendinozyten und so zu deren hypoxisch bedingter Nekrose führen. Erst sekundär kommt es durch die fehlende Erneuerung zur Zerrüttung der extrazellulären Matrix. Von der Degeneration auf der Basis einer hypoxischen Zellschädigung sind die häufigen Mikrotraumata zu unterscheiden. Bei diesen führen wiederholte kleine Verletzungen des Sehnen- oder Bandgewebes zu dem unfallbedingten Zelltod der Fibroblasten und der primären lokalen Zerstörung der extrazellulären Matrix ( Abb. 2.3). Im Vordergrund steht also die verletzungsbedingte Zerstörung des Gewebes und nicht die dauerhafte Unterversorgung der Zelle.

Sehnenverletzungen

Die biomechanischen und biologischen Eigenschaften von Bändern und Sehnen begründen die in der Klinik zu beobachtenden Verletzungen und Erkrankungen.

Überdehnung

Die einfache Überdehnung eines Bandes oder einer Sehne ist als Überschreitung der Grenze der Elastizität zu verstehen. Die einwirkende Kraft reicht aus, um eine Längenänderung zu bewirken, die zur plastischen Verformung der kollagenen Matrix führt. Die Kontinuität des Bandes oder der Sehne bleibt erhalten, die dem Gewebe innewohnenden Rückstellkräfte sind ausreichend, um nach einer bestimmten Zeit die plastische Verformung des Gewebes wieder zurückzubilden. Von diesem Modell ausgehend kann sich die Behandlung der einfachen Überdehnung auf eine funktionelle Nachbehandlung beschränken. Die Therapie muss sicherstellen, dass eine erneute, die Elastizitätsgrenze überschreitende Krafteinwirkung, vermieden wird.

Distorsion

Bei der Distorsion wird nicht nur die Elastizitätsgrenze überschritten, sondern die Krafteinwirkung ist so groß, das es auch zu umschriebenen Zerreißungen des Band- oder Sehnengewebes kommt. Zwar bleibt die Kontinuität insgesamt erhalten, einzelne Abschnitte aber zerreißen und haben eine lokal umschriebene traumatische Nekrose zur Folge. Diese Defekte werden durch ein Narbengewebe ersetzt.

Ruptur

Einfach zu verstehen sind die primären, unfallbedingten Rupturen. Die von außen auf den Körper einwirkende Kraft, bzw. die aus körpereigener Kraftanstrengung resultierende Beanspruchung des Band- und Sehnengewebes ist groß genug, um zur Zerreißung zu führen. Die traditionelle Forderung, dass eine gesunde Sehne bzw. ein gesundes Band nicht reißt, ist vor dem Hintergrund der beschriebenen physiologischen Veränderungen zu relativieren, da einerseits die Elastizität der Sehne mit dem Alter abnimmt, also Sehnenbrüche auftreten können, andererseits können durch die fehlende oder eingeschränkte Adaptation der Sehnen die körpereigenen Muskelkräfte die Reißkraft der Sehne überschreiten.
Ist die Struktur des Sehnengewebes durch vorangegangene Verletzungen oder degenerative Veränderungen gestört, sinkt die Reißfestigkeit ab, und bereits niedrigere Beanspruchungen reichen aus, um zu einer Ruptur zu führen. Beanspruchung und Vorschaden wirken also synergistisch und können in wechselndem Ausmaß im konkreten Einzelfall zur Entstehung einer Ruptur beitragen. Die Bewertung einer Vorschädigung und die Differenzierung ihrer Ätiologie müssen für die Begutachtung einer Sehnen- oder Bandruptur besonders differenziert erfolgen. Die aufgrund des Lebensalters automatisierte Bewertung einer Ruptur als Folge einer so genannten degenerativen Vorschädigung ist nicht zu rechtfertigen. Die korrekte Einschätzung eines Vorschadens ist nur in Kenntnis des Unfallherganges, der Anamnese, der Begleiterkrankungen und des histomorphologischen Befundes möglich.

Band- und Sehnenheilung

Pathophysiologie

Die Band- bzw. Sehnenheilung setzt spontan nach der Ruptur ein und folgt monoton den Gesetzmäßigkeiten der Reparation. Durch die Ruptur kommt es zur Zerreißung der intra- und peritendinösen Gefäße und zur Ausbildung eines Rupturhämatoms. Dieses wird durch ein resorptives proliferatives Granulationsgewebe ersetzt, das auf dem Boden der kausalen Histogenese zu einem mehr oder weniger geordneten Narben- bzw. Band-/Sehnengewebe differenziert und ausreift ( Abb. 2.4).

Unterstützung der Heilung

Der gesamte Heilungsvorgang kann durch unterschiedlichste Maßnahmen beeinflusst werden, die generelle Gültigkeit haben. Unmittelbar nach der Verletzung soll durch Kühlung und Kompression die Blutung in das umgebende Gewebe begrenzt werden. Die anschließende Ruhigstellung dient der Ausbildung und Verfestigung eines umschriebenen Hämatoms. Die weiteren Maßnahmen sind von den jeweiligen betroffenen Band-/Sehnenstrukturen abhängig, folgen aber übergeordneten allgemeinen Prinzipien:
  • Adaptation: Durch das Annähern der Rupturenden soll der entstandene Defekt möglichst verringert werden. Ein kleiner Defekt kann einfacher und schneller von dem Granulationsgewebe überbrückt werden. Gleichzeitig gehen Sehnenrupturen mit einer Verringerung der Ruhelänge des anhängenden Muskels einher. Wird diese Ruhelänge nicht wiederhergestellt, ist eine entsprechende Kraftminderung und damit verbunden ein Funktionsverlust unvermeidbar. Die Adaptation der Rupturenden kann ganz unterschiedlich erfolgen. Durch die Immobilisation in Funktionsstellung kann dies ebenso wie durch adaptierende Nähte erzielt werden.

  • Entlastung: Die Entlastung der Rupturenden dient dem Schutz der Proliferationsphase. Mechanische Unruhe würde wiederholt zur Zerreißung der mit dem Granulationsgewebe einsprießenden Gefäßknospen führen, ein mesenchymales Ersatzgewebe könnte sich nicht ausbilden. Der Defekt würde gar nicht oder nur durch ein ungeordnetes Narbengewebe überbrückt. Auch die Entlastung der Rupturenden kann im klinischen Alltag ganz unterschiedlich erreicht werden. Sowohl die Immobilisation als auch entlastende Nähte auf Distanz können dem Schutz der Ruptur dienen. Entlastende Nähte werden besonders häufig bei Sehnenrupturen eingesetzt, um die Zugkräfte der Muskulatur unmittelbar auf den Sehnenansatz zu übertragen.

  • Funktionelle Nachbehandlung: Die funktionelle Nachbehandlung dient der Differenzierung des mesenchymalen Narbengewebes. Basierend auf den Kenntnissen der kausalen Histogenese soll das sich bildende Narbengewebe möglichst frühzeitig einer gerichteten Zugspannung ausgesetzt werden, um damit eine funktionell orientierte Anordnung der sich bildenden extrazellulären Matrix zu erreichen. Während die exakten Mechanismen dieser zellvermittelten Orientierung der Kollagenfibrillen noch unklar sind, zeigt die klinische Erfahrung, dass eine funktionelle Beanspruchung dies nachhaltig unterstützt.

Chirurgische Therapie

Bei Band- oder Sehnenzerreißungen, chronischen Instabilitäten oder aufgrund der Anatomie kann es notwendig werden, Bänder oder Sehnen plastisch zu ersetzen oder die ursprüngliche Spannung wiederherzustellen. Die Verlagerung von Bändern oder Sehnen verfolgt in der Regel das Ziel, die vorab bestehende Bandspannung zu erhöhen und damit z. B. eine Gelenkinstabilität zu verbessern. Operationstechnisch kann das durch die Verlagerung des knöchernen Ansatzes bzw. Ursprungs oder durch so genannte Raffnähte erfolgen. Unabhängig von der gewählten Operationstechnik müssen die Gesetzmäßigkeiten der Gewebemechanik beachtet werden. Die intraoperativ gewonnene Spannung des Bindegewebes wird nur dann dauerhaft erhalten bleiben, wenn sie die Elastizitätsgrenze nicht überschreitet. Anderenfalls wird sich durch die viskoelastischen Gewebeeigenschaften eine plastische Verformung des Bindegewebes ergeben und die intraoperativ erzielte Spannung wieder verloren gehen. Das erklärt auch, dass Patienten nach einer anfänglichen Verbesserung erneut eine Instabilität beklagen.
Um ausgedehnte Defekte von Sehnen- oder Bändern zu behandeln, können entweder plastische Verlängerungen oder der Ersatz durch ein Transplantat notwendig werden. Die plastische Sehnenverlängerung wird, abhängig von der geometrischen Form, entweder als V/Y- oder als Z-Plastik ausgeführt. Die erreichte Verlängerung muss sicherstellen, dass über den gesamten Bewegungsraum die Spannung die Elastizität der Sehne nicht überschreitet. Wird diese Voraussetzung erreicht, ist eine funktionelle Nachbehandlung ohne Gefährdung der Sehnennaht möglich. Für die Band- bzw. Sehnenheilung nach plastischen Verlängerungsoperationen gelten prinzipiell die bereits geschilderten Grundsätze ( Kap. 2.5.2). Ist eine plastische Verlängerung nicht möglich, stehen zur Überbrückung von Band- und Sehnendefekten unterschiedliche Transplantate zur Verfügung ( Kap. 7.7).

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