Morphologische und funktionelle Zusammenhänge zwischen palmarer Platte der Metakarpophalangealgelenke und Binnenmuskulatur der Hand

Zusammenfassung

Bei der vorliegenden Studie handelt es sich um eine Untersuchung der strukturellen Zusammenhänge zwischen Ligamentum metacarpale transversum profundum, palmarer Platte und Binnenmuskulatur der Hand.

Die Präparation von fixierten ebenso wie frischen Leichenhänden zur überwiegend lupenpräparatorischen Darstellung der palmaren Platten, des Lig. metacarpale transversum profundum, der Mm. interossei sowie aller mechanisch relevanten Bindegewebs- und Faszienzüge ermöglichte einen guten Einblick in das Zusammenwirken und Verhalten dieser Strukturen bei passiver Bewegung der Finger.

Ergebnisse: 1. Die palmaren Platten der Fingergrundgelenke sind nach proximal hin über sehnige Septen im Bereich der Mm. interossei und über diese hinweg im palmaren karpalen Bandapparat fixiert. Im Folgenden werden wir diese Septen und straffen Bindegewebszüge „Fasciculi metacarpales longitudinales profundi“ nennen. Diese ebenso komplexe wie sinnreiche Fixierung erfolgt von jeder palmaren Platte aus bilateral und kaskadenartig nach proximal. So wird eine großflächige Verteilung der hier bei Überstreckung der Finger angreifenden Kräfte sichergestellt. Das Lig. metacarpale transversum profundum fungiert hierbei als eine Art Kraftverteiler: Über die Vertikalsepten werden Kräfte aus der Aponeurosis palmaris und deren Fortsetzung in die Finger, nämlich „spiral ligament“ und „laterodigital sheet“, hier eingeleitet und nach proximal verteilt. Ein ähnlicher Kraftfluss erfolgt bei Überstreckung des MP-Gelenks eine Ebene tiefer von der Fingergrundgliedbasis über die Ligg. phalangoglenoidalia zur palmaren Platte und von dort aus wiederum an den palmaren karpalen Bandapparat. Der Zusammenfluss dieser Kräfte erfolgt im metakarpophalangealen Vereinigungskern (Zancolli 1992[24]), die beschriebenen „Fasciculi metacarpales longitudinales profundi“ lassen sich als gemeinsame mechanische Endstrecke zusammenfassen. Auf den II. Finger im Sinn einer Überstreckung wirkende Kräfte werden über einen „Arcus adductorius“ um den M. adductor pollicis herum an den palmaren karpalen Bandapparat abgeführt.

2. Anders als in der Literatur dargestellt, ist die palmare Platte des MP-Gelenks nicht längenkonstant. Sie variiert vielmehr in Anpassung an Beuge- und Streckstellung des Metakarpophalangealgelenks in longitudinaler Richtung um mehr als das Doppelte ihrer bei maximaler Fingerbeugung erreichten geringsten Länge. Dies wird durch einen scherengitterartig überkreuzten Verlauf der überwiegend transversalen Fasern der palmaren Platte ermöglicht.

3. Nach distal zu ist die palmare Platte jeweils radial und ulnar an der Basis phalangis proximalis fest fixiert, im medianen Bereich hingegen gibt es keine mechanisch belastbare Anheftung der palmaren Platte an die Grundgliedbasis. Diese überwiegend seitliche Befestigung wird durch die proximalen Anteile der Ligg. phalangoglenoidalia zusätzlich stabilisiert und auf eine größere Ansatzfläche am Knochen verteilt.

Schlussfolgerung: Wie bei gotischer Kirchen- oder moderner Brückenarchitektur wird bei der Streckbremse an den Fingergrundgelenken eine große Kraft (Überstreckung des MP-Gelenks) in viele Einzelkomponenten zerlegt und großflächig verteilt. Dies ermöglicht hohe mechanische Belastbarkeit bei geringstem Materialeinsatz und gleichzeitig fein differenzierter Beweglichkeit der Finger.

Unter Beachtung dieser Gegebenheiten könnten operative Verfahren im Bereich der palmaren Platte der Fingergrundgelenke (Kapselraffung bei Ulnarisparese) modifiziert werden, um die Rezidivrate zu senken.

Summary

After a ten-year period of intensively dealing with the hand as a Medical Artist, it became quite obvious that the palmar section of MP joints is described in the literature partly different from what we found in our cadaver studies. This especially applies to the proximal continuation and fixation of palmar plates and the deep transverse metacarpal ligament. Thus we tried to understand and explain the complex character of interaction between locomotion apparatus and structures of the hand's “connective-tissue body”.

Method and Material: Cadaveric operation microscope-assisted dissection of the palmar ligament (plate), deep transverse metacarpal ligament, interosseous muscles as well as mechanically stable sections of the “connective tissue body” and fascia allowed a clear view of morphology, interaction, and character of these structures during passive finger motion.

Results: 1. Proximally, the palmar ligament (plate) of a metacarpophalangeal joint ranges to the tendinous sheets of origin of the interosseous muscles and in extension of these it is attached to the palmar carpal ligaments. In the following, these tendinous structures will be referred to as “deep longitudinal metacarpal fibres”. This highly sophisticated proximal attachment is formed bilaterally from each palmar plate in several cascades. Thus, a widely ranging distribution of forces implied by MP-extension is guaranteed. The deep transverse metacarpal ligament executes the function of a “force dissipating center”: Extension strain is passed on from the fingers via the “lateral digital sheet” and the “spiral ligament” to the palmar fascia and further on into a proximal and “deep” direction by the vertical sheets (Legueu and Juvara 1892/1974[15]). On the next central level, a similar flow of forces reaches the palmar carpal ligaments from the osseous phalangeal base via the phalangoglenoidal ligaments and the palmar plate. Junction of these forces is the “soft tissue confluence” (Zancolli 1992[24]), whereas the described “deep longitudinal metacarpal fibres” can be understood as a final common route. Overstretching forces at the index finger are transferred to the palmar carpal ligaments by a ligamentous “Arcus adductorius”.

2. Contrary to published reports, the palmar ligament (plate) does not have a determined and constant length but does adapt its extension in longitudinal direction to the joints' excursions, more than doubling in length in extended position compared to its minimal length in a maximally flexed MP joint. This is performed by criss-crossing fibers throughout the palmar ligament.

3. Distally, the palmar ligament is attached to the base of the proximal phalanx on both sides with no mechanically relevant fixation in the middle. This predominant lateral attachment is additionally stabilized by the proximal section of the phalangoglenoidal ligaments, thus extending the area of osseous fixation.

Conclusion: The biomechanical principle of restraining extension in the MP joints can be compared to the architecture of Gothic cathedrals or modern bridges. Here too, simple algorithms create complex systems. One major force (extension of MP joint) is split up into many single components to spread out the strain over a wide area. This allows high endurance with minimal expension of materials and simultaneously a well-distinguished mobility of the fingers. Operative treatment in this area (Zancolli's capsuloplasty for treatment of paralytic claw fingers) could be modified by considering these functional and morphological criteria, thus lowering frequency of relapse in palmar plate surgery.

Schlüsselwörter

Palmare Platte - Längenanpassung - Kapselraffung - Metakarpophalangealgelenk - Ligamentum metacarpale transversum profundum - Musculi interossei palmares et dorsales

Key words

Palmar plate - adaptation of length - metacarpophalangeal joint II to V - capsuloplasty - deep transverse metacarpal ligament - palmar and dorsal interosseous muscles I to IV

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