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Fragestellung: Gegenüber dem Hüft- und Kniegelenk hat die Endoprothetik des Radiokarpalgelenks bis heute keinen vergleichbaren Durchbruch erlangen können. Dieses liegt u.a. daran, dass präklinische Prüfungen dieser Prothesen unter realitätsgetreuen Bedingungen nicht möglich sind, weil die physiologischen Handgelenkssbelastungen bis heute unbekannt sind. Ziel der vorliegenden In-Vitro-Studie war es, die Gelenkkräfte in Abhängigkeit muskulär gehaltener Handgelenksstellungen zu erfassen.

Methodik: 6 Armpräparate wurden eingeschlossen. Ihre Handgelenke wurden durch eine standardisierte Zugbelastung der 6 Hauptmuskel-Sehnen des Unterarms (Mm. flexor carpi radialis, flexor carpi ulnaris, extensor carpi radialis brevis, extensor carpi radialis longus, extensor carpi ulnaris, abductor pollicis longus) in den Gelenkstellungen Neutral, Flexion, Extension, Radial- und Ulnarabduktion definiert ins Gleichgewicht gebracht. Eine indirekte Kraftmessung erfolgte über einen Multiachs-Sensor (MC1A-6-500, AMTI, USA), welcher gelenknah in den distalen Radius implantiert wurde. Für die Berechnung der Kraftvektoren war es notwendig, die chondralen Kontaktpunkte zwischen Os lunatum - Radius und Os scaphoideum - Radius in der jeweiligen Gelenksstellung zu lokalisieren.

Wegen versuchsbedingter Metallteile wurden dafür bereits vor der Untersuchung CT- und MRT-Datensätze der fixierten Präparate erzeugt. Beide Datensätze wurden segmentiert und durch manuelle Registrierung zusammengeführt (Geomagic Studio, Geomagic Inc., USA; und Amira, Visage Imaging Inc., USA).

Während der Kraftmessung wurden die Präparate dann in der jeweiligen Handstellung erneut im CT gescannt. Mit den zuvor registrierten Datensätzen war es somit möglich, auch die veränderte Stellung der Knorpelflächen zu bestimmen, indem die Handknochen beider CT-Datensätze einzeln überlagert wurden.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Mit 186,2N (25,5%BW) wurde die größte Belastung des Radiokarpalgelenks bei Extension erfasst; gefolgt von Radialabduktion (172,0N; 23,6%BW), Neutral (162,9N; 22,3%BW), Ulnarabduktion (123,0N; 16,9%BW) und Flexion (116,8N; 16,0%BW). Bei elementarer Betrachtung der Handwurzelknochen übertrugen das Os scaphoideum mit 101,2N (13,9%BW) bei Radialabduktion und das Os lunatum mit 88,5N (12,1%BW) bei Extension die größten Kräfte auf den Radius. Die geringsten Belastungen wurden mit 46,1N (6,3%BW) durch das Os scaphoideum bei Ulnarabduktion und mit 58,0N (7,9%BW) durch das Os lunatum bei Flexion ausgelöst. Die Positionsveränderungen beider Kontaktpunkte waren in Abhängigkeit zur Gelenkstellung mit denen aus Druckmessfolien-Untersuchungen vergleichbar.

Unsere Daten zeigen, dass die Kraftübertragung im nativen Radiokarpalgelenk bereits bei einfachen Gelenkstellungen sehr unterschiedlich ausfällt. Die Kraftübertragung findet dabei mit bis zu einem Viertel des Körpergewichts statt. Die ermittelten Kräfte stellen eine belastbare Basis für die präklinische Prüfung von Handgelenksprothesen dar und sind sowohl für FEM-Analysen, als auch für Präparatstudien einsetzbar.