Osseointegrerad amputationsprotes löftesrik utveckling

 

Den extremitetsamputerades funktion är i hög grad beroende av att förbindelsen mellan protes och amputationsstump är stabil och att proteshylsan inte irriterar eller skadar huden. Konventionella proteser brister ofta i dessa avseenden. För att eliminera de nämnda problemen och för att skapa förutsättningar för bästa tänkbara funktion, började Per-Ingvar Brånemark tillämpa osseointegrationsprincipen för protesförankring i skelettet 1990.

Figur 1. Histologiskt snitt genom ben med osseointegrerad titanskruv. Bencellerna är i direkt kontakt med titanytan.
Figur 2. Närbild på underarmsamputerad med distanselement i radius och ulna.
Figur 3. Lårbensamputerad med osseointegrerad protes, utan kosmetiskt hölje.
Osseointegration definieras: “direct anchorage of an implant by the formation of bony tissue around the implant without the growth of fibrous tissue at the bone-implant interface” [1]. Principen utvecklades och började tillämpas kliniskt av Per-Ingvar Brånemark under 1960-talet för skelettförankring av tandproteser. Metoden visade sig mycket framgångsrik och har till i dag använts på omkring 800 000 patienter med lyckat resultat i 95% [2]. Senare har samma princip kommit att användas med stor framgång även för skelettförankring av hörapparater hos patienter med benledningsdefekt och för förankring av ansiktsrekonstruktioner och proteser för öron och näsa, totalt i c:a 10 000 fall [3]. Senare utveckling har framför allt ägt rum inom det handkirurgiska och ortopediska området, där principen använts för förankring av ledproteser i händerna hos reumatiker [4] och för skelettförankring av extremitetsproteser.

Titancylindern var integrerad
Ursprunget till denna utveckling kan man finna i de studier av mikrocirkulationen i skelett som Per-Ingvar Brånemark gjorde i början av 1950-talet. Han använde en liten titancylinder, som skruvades fast i försöksdjurets skelett för att möjliggöra vitalmikroskopi. När titancylindern skulle extraheras befanns den fast förankrad i skelettet och närmast omöjlig att lösgöra. Detta fenomen, som alltså fick namnet osseointegration, har blivit föremål för omfattande studier. Histologiska undersökningar visade att benceller kan adherera direkt mot titanytan (Figur 1). På denna finns ett tunt lager titanoxid, som är starkt korrosionsbeständigt. Titanjonerna bildar också en titanperoxidgel, som kan neutralisera fria radikaler och inaktivera makrofager och polymorfnukleära granolucyter, som uppträder på ytan av främmande material i kroppen. Biomekaniska tester visade att förankringselement av titan (fixturer) kan integreras i skelettet med en motståndskraft mot drag- och vridpåkänningar, som mer än väl överskrider fysiologiska belastningar [5].

Kliniska erfarenheter
Trettio patienter med en uppföljningstid av minst två år har studerats närmare. 21 män och 9 kvinnor fick en fixtur implanterad vid 17-61 års ålder (genomsnitt 40 år). Amputationsnivån var: femur 15, tibia 3, humerus 1, radius-ulna 7 och tumme 6. Amputationsorsakerna var trauma (23), tumör (2), kongenital (2), diabetes (2) och arterioskleros (1). Samtliga patienter hade allvarliga svårigheter att använda en konventionell protes av olika skäl. Den genomsnittliga tiden mellan amputation och osseointegrerad protes var 12,5 år. Det genomsnittliga intervallet mellan implantation av titanfixtur och det definitiva ingreppet med hudgenomgång och anslutning av ett förlängningselement (distans) var 5,3 månader, dvs den tid man behöver för att titanfixturen skall osseointegreras. I genomsnitt fick patienten vänta med protesträning i 7,5 månader efter fixturimplantation.

Kirurgiska principer
Den preoperativa utredningen innefattar bl a bedömning av sjukgymnast, ortopedingenjör och ortoped. Kirurgin sker i två seanser. Först prepareras märgkanalen för att ta emot fixturen, i vissa fall tillförs spongiösa bentransplantat till märgrummet, varefter fixturen skruvas på plats. Muskulaturen förankras mot benet med suturer. Efter mjukdelsläkning kan patienten återgå till hylsprotes i avvaktan på nästa seans, som följer 6 månader senare. Vid denna ansluts distansen till fixturen i märghålan (figur 2). Underhudsfettet över benändan avlägsnas för att ge en stabil läkning av huden mot underliggande vävnad i avsikt att minimera rörelser mellan hud och distans, vilka annars kan befrämja infektioner. Patienten får gradvis öka belastningen på fixturen för att efter 6 månader använda protesen med full belastning.

Resultat
De 30 första patienterna har utvärderats restrospektivt medan de patienter, som opererats efter 1994, ingår i en omfattande prospektiv studie. De komplikationer som inträffat, begränsar sig till fixturlossning och materialbrott samt infektioner. Således lossade 6 fixturer varav 3 på grund av infektion. Samtliga 6 extraherades, varav 4 senare har ersatts. Två patienter med korta tibiastumpar, är tillbaka vid utgångsläget och har således inte kunnat bestående förses med osseointegrerad protes. Två patienter med underarmsamputation fick fixturbrott, vilket ledde till att nya grövre fixturer implanterades.
Två distanselement bröts och kunde lätt ersättas. Ytlig infektion uppträdde en eller flera gånger hos 21 patienter, men kunde lätt bemästras med lokala hygienåtgärder och antibiotika. Djup infektion uppträdde hos 5 patienter varav 3 krävde sluten vård och extraktion av lös fixtur. Dessa har senare ersatts med nya fixturer. En patient har reamputerats på grund av djup infektion.

Funktionell bedömning
En funktionell bedömning enligt Ennekings system [6] har gjorts. Denna innebär att funktionen får ett procentuellt värde i förhållande till normal funktion och medger jämförelse mellan situationen före och efter osseointegrerad protes. De femuramputerade hade i genomsnitt 39% funktion preoperativt och 75% med osseointegrerad protes. Den ende tibiaamputerade med protes hade 47% funktion preoperativt och 97% vid uppföljning. Den ende humerusamputerade hade 27% funktion preoperativt och 67% vid uppföljning. De sju radius-ulnaamputerade hade i genomsnitt 50% funktion preoperativt och 83% vid uppföljning. Samtliga med osseointegrerad protes förbättrades således avsevärt. Patienterna fick också besvara frågor avseende smärta, gång, aktiviteter, bekvämlighet, stumpproblem och livskvalitet med hjälp av en VAS-skala. Alla med osseointegrerad protes ansåg sig klart förbättrade i alla avseenden.
En anmärkningsvärd iakttagelse som samtliga patienter gjort, är avsevärt förbättrad sensorisk uppfattning i proteshand eller protesfot, ett fenomen som Per-Ingvar Brånemark benämnt osseoperception. Denna sensoriska förmåga har studerats och kunnat bekräftas med olika metoder där tryckstimulering och vibrametri givit mycket intressanta resultat.

Sammanfattning
Våra tidiga erfarenheter tyder på att skelettförankring av en amputationsprotes enligt osseointegrationsprincipen kan vara till stor fördel vid rehabilitering av amputerade. På- och avtagande av protesen underlättas då protesen fästs med en enkel låsanordning. Hudproblem elimineras eftersom ingen hylsa behövs. Rörligheten i angränsande led störs inte av en otymplig hylsa, vilket t ex innebär att lårbensamputerade kan uttnyttja full höftrörlighet (Figur 3). Då belastningen överförs från protesen direkt till skelettet via en stabil förbindelse, förbättras balans, protesstyrning och den kraft varmed protesen flyttas. Energiförbrukningen vid aktivitet kan förväntas bli lägre än med konventionell protes. Inte minst förbättras den sensoriska förmågan, osseoperception. De problem som är förknippade med en osseointegrerad protes, hänför sig väsentligen till skelettförankringen och hudgenomgången. De tidiga erfarenheterna har givit lärdomar, som gör att man nu med stor säkerhet kan räkna med osseointegration av titanfixturen. Även den kirurgiska tekniken vid preparation av hudgenomgången har utvecklats och minskat infektionsproblemen, men fler steg finns att ta på denna väg. Målet är att få en lika säker och pålitlig situation som den man har i munhålan med osseointegrerade tandproteser, där infektionsproblemen är närmast negligerbara. Den fortsatta utvecklingen kommer förhoppningsvis att innebära att allt fler patienter kan erbjudas osseointegrerad protes, inte bara de som har svårigheter att använda konventionell hylsprotes. Inte minst i krigshärjade länder med 100.000-tals amputerade p g a trampminor kan osseointegrationsmetoden komma att bli ett värdefullt tillskott i rehabiliteringen. n




Författarna:: Björn Gunterberg är docent och överläkare i muskuloskeletal tumörkirurgi. Rickard Brånemark är leg. läk, MD, specialist i ortopedi. Båda arbetar på Ortopedkliniken, Sahlgrenska Universitetssjukhuset, Göteborg.

Referenser:

Dorland’s Illustrated Medical Dictionary 28th ed., Philadephia, London, W.B. Saunders Co. 1994:1198

Adell R, Eriksson B, Lekholm U, Brånemark P-I and Jemt T. A long-term follow-up study of osseointegrated implants in the treatment of the totally edentulous jaw.
Int J Oral Maxillofac Impl 1990; 5:347-59

Tjellström A. Osseointegrated systems and their applications in the head and neck. Adv Otolaryng Head Neck Surg 1989; 3:39-70

Lundborg G, Brånemark P-I, Carlsson J. Metacarpophalangeal joint arthroplasty based on the osseointegration concept. 1993; J Hand Surg 18B:693-703.

Brånemark R. A Biomechanical study of osseointegration. In-vivo measurements in rat, rabbit, dog and man. Thesis, Göteborg University. Göteborg 1996.

Enneking WF, Dunham W, Gebhardt MC, Malawar M, Pritchard DJ. A system for the functional evaluation of recronstructive procedures after surgical treatment of tumors of the musculoskeletal system. Clin Orth 1993;286:241-46


© Copyright Ortopediskt Magasin.