Handchir Mikrochir Plast Chir 2005; 37(4): 223-229
DOI: 10.1055/s-2005-865906
Originalarbeit

Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Neue Konzepte zur Rekonstruktion der Arm- und Handfunktion bei Tetraplegie - Grundlagenforschung und klinische Anwendung

New Concepts in Reconstruction of Arm and Hand Function in Tetraplegia - Basic Research and Clinical ApplicationJ. Fridén1
  • 1Abteilung für Handchirurgie, Sahlgrenska Universitätsklinik, Göteborg, Schweden
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Publication History

Eingang des Manuskriptes: 12.6.2005

Angenommen: 13.7.2005

Publication Date:
08 September 2005 (online)

Zusammenfassung

Die rekonstruktive Handchirurgie kann Patienten mit Lähmungen der oberen Extremität infolge einer Verletzung des Halsrückenmarks entscheidend helfen, weniger von fremder Hilfe abhängig zu sein und ihr Leben wieder selbst zu gestalten. Durch Verlagerungen von Muskel-Sehnen-Einheiten können Schlüsselfunktionen wie die Ellenbogen- und Handgelenkstreckung und ein kontrolliertes Greifen wiederhergestellt, Gelenke bei Spastizität stabilisiert, Schmerzen gemindert und Kontrakturen vorgebeugt werden. Die Wahl des am besten geeigneten Spendermuskels stützt sich auf ein genaues Verständnis der biomechanischen Grundlagen der Muskel-Sehnen-Einheit. Durch die intraoperative Messung der Sarkomerlänge kann das Verhältnis zwischen Muskellänge und Muskelkraft optimal eingestellt werden und so vor allem eine Überdehnung des Muskels mit erheblich verminderter Kraftentwicklung verhindert werden. Die passive Spannung des Muskels wird durch Stützproteine innerhalb des Sarkomers und durch die extramuskuläre Matrix verliehen. Die Erkenntnis, dass spastische Muskeln steifere und kürzere Sarkomere und eine extrazelluläre Matrix mit ungünstigeren mechanischen Eigenschaften aufweisen als normale Muskelfasern, beeinflusst das chirurgische Vorgehen. Neben der Grundlagenforschung sind vor allem klinische Studien in Zusammenarbeit mit internationalen Zentren wichtig, um die Entwicklung verfeinerter Techniken zur chirurgischen Rekonstruktion und Rehabilitation der Arm- und Handfunktion von tetraplegischen Patienten voranzubringen.

Abstract

Reconstructive hand surgery improves the ability to meet the needs of daily life and the independence of patients who have lost their upper extremity function due to cervical spinal cord injury. Tendon transfer procedures provide the potential to restore key functions, such as elbow and wrist extension or hand grip control, ameliorate joint balance, reduce pain in spasticity and prevent joint contractures. The choice of the optimal donor muscle should be based on a thorough understanding of the biomechanical principles of the muscle-tendon unit. Intraoperative sarcomere length measurements allow to predict and set the optimal muscle-tendon unit length during reconstructive upper extremity surgery in order to prevent overstretch which may lead to insufficient active force generation. Macro-proteins and the extracellular matrix are in charge of the muscle ultrastructure, elasticity and thus passive muscle tension. Spastic muscles are characterized by greater stiffness, a shorter sarcomere length and an extracellular matrix with inferior mechanical properties. Basic science research and clinical studies in cooperation with international centers are of great importance to promote the development of refined techniques of surgical reconstruction and postoperative rehabilitation of upper extremity function in tetraplegic patients.

Literatur

  • 1 Dahlgren A, Ejeskär A, Karlsson A K, Fridén J. A new operative training regimen after grip reconstruction in tetraplegia.  J Hand Surg [Br]. 2005;  30 (Suppl 1) 69
  • 2 Ejeskär A. Reconstruction of grip function in tetraplegia. Fridén J Tendon Transfers in Reconstructive Hand Surgery. London; Taylor & Franci 2005: 103-119
  • 3 Fridén J. Reconstruction of elbow extension in tetraplegia. Fridén J Tendon Transfers in Reconstructive Hand Surgery. London; Taylor & Francis 2005: 91-102
  • 4 Fridén J, Albrecht D, Lieber R L. Biomechanical analysis of the brachioradialis as a donor in tendon transfer.  Clin Orthop Rel Res. 2001;  383 152-161
  • 5 Fridén J, Ejeskär A, Dahlgren A, Lieber R L. Protection of the deltoid-to-triceps tendon transfer repair sites.  J Hand Surg [Am]. 2000;  25 144-149
  • 6 Fridén J, Lieber R L. Muscle architecture basis for neuromuscular control of the forearm and hand. Wing AM, Haggard P, Flanagan JR Hand and Brain. The Neurophysiology and Psychology of Hand Movements. London; Academic Press Inc 1996: 69-79
  • 7 Fridén J, Lieber R L. Evidence for muscle attachment at relatively long lengths in tendon transfer surgery.  J Hand Surg [Am]. 1998;  23 105-110
  • 8 Fridén J, Lieber R L. Quantitative evaluation of the posterior deltoid-to-triceps tendon transfer based on muscle architecture properties.  J Hand Surg [Am]. 2001;  26 147-155
  • 9 Fridén J, Lieber R L. Mechanical considerations in the design of surgical reconstructive procedures.  J Biomech. 2002;  35 1039-1045
  • 10 Fridén J, Lieber R. Spastic muscle cells are shorter and stiffer than normal cells.  Muscle Nerve. 2003;  26 157-164
  • 11 Fridén J, Lovering R M, Lieber R L. Fiber length variability within the flexor carpi ulnaris and the flexor carpi radialis muscles: Implications for surgical tendon transfer.  J Hand Surg [Am]. 2004;  29 909-914
  • 12 Fridén J, Pontén E, Lieber R L. Effect of muscle tension during tendon transfer on sarcomerogenesis in a rabbit model.  J Hand Surg [Am]. 2000;  25 138-143
  • 13 Hultling C. Patient's perspective. Fridén J Tendon Transfers in Reconstructive Hand Surgery. London; Taylor & Franci 2005: 85-89
  • 14 Lieber R L, Fridén J. Functional and clinical significance of muscle architecture.  Muscle Nerve. 2000;  23 1647-1666
  • 15 Lieber R L, Fridén J. Spasticity causes a fundamental rearrangement of muscle-joint interaction.  Muscle Nerve. 2002;  25 265-270
  • 16 Lieber R, Fridén J. Implications of muscle design on surgical reconstruction of upper extremities.  Clin Orthop Rel Res. 2004;  419 267-279
  • 17 Lieber R L, Fridén J, Hobbs T, Rothwell A G. Analysis of deltoid function one year after surgical restoration of elbow extension.  J Hand Surg [Am]. 2003;  28 288-293
  • 18 Lieber R L, Ljung B O, Fridén J. Intraoperative sarcomere measurements reveal differential musculoskeletal design of long and short wrist extensors.  J Exp Biol. 1997;  200 19-25
  • 19 Lieber R R, Murray W M, Clark D L, Hentz V R, Fridén J. Biomechanical properties of the brachioradialis muscle: Implications for surgical tendon transfer.  J Hand Surg [Am]. 2005;  30 273-282
  • 20 Lieber R, Runesson E, Einarsson F, Fridén J. Inferior mechanical properties of spastic muscle bundles due to hypertrophic but compromised extracellular matrix material.  Muscle Nerve. 2003;  28 464-471
  • 21 Rothwell A, Fridén J, Hall J, Björklund A S. Wheelchair function following upper limb surgery - a proposal for international tetraplegic research project. The 7th International Conference on Tetraplegia: Surgery and Rehabilitation. Bologna; Final Programme 2001: 26
  • 22 Turcsányi I, Farkas C, Sylvester Z, Fridén J. Development of a unit for reconstructive tetraplegia hand surgery in Hungary.  J Hand Surg [Br]. 2005;  30 (Suppl 1) 68

Prof. M. D., Ph. D. Jan Fridén

Handkirurgiska Kliniken
Sahlgrenska Universitetshuset

413 45 Göteborg

Schweden

Email: jan.friden@orthop.gu.se

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