Locking Compression Plate (LCP): Grundlagen und klinische Anwendungen

LCP ist keine Allheilmittel: Mechanische Grenzen und Fallstricke der Brückensynthese

Dieser Übersichtsartikel beschreibt die technischen Ursprünge, biomechanischen Grundlagen und klinische Anwendung der Locking Compression Plate (LCP). Durch die Verwendung von Kombinationslöchern vereint die LCP zwei unterschiedliche Systeme der internen Fixation – absolute Stabilität mittels herkömmlicher Kompressionsplattierung und relative Stabilität mittels Bridging-Plattierung – in einem einzigen Implantat. Die Autoren weisen darauf hin, dass die meisten mit der LCP verbundenen Komplikationen nicht auf inhärente Implantatfehler zurückzuführen sind, sondern vielmehr auf Verstöße gegen zentrale Prinzipien wie biologische Osteosynthese, Plattenlänge und Schraubendichte. Der Artikel fasst In-vitro-Versuchsdaten sowie klinische Fallserien zusammen, um objektive Referenzwerte für Plattenlänge, Schraubenzahl und Schraubenkonfiguration bei verschiedenen Frakturszenarien bereitzustellen.

Historische Entwicklung

Die interne Plattenfixation hat sich seit den ersten Eingriffen von Hansmann im Jahr 1886 kontinuierlich weiterentwickelt. Die AO/ASIF standardisierte Kompressionsplattentechniken; die dynamische Kompressionsplatte (DCP) erzielte durch exzentrisches Bohren eine axiale Kompression am Frakturort mit dem Ziel absoluter Stabilität und primärer Knochenheilung. Dieser Ansatz erforderte jedoch umfangreiche chirurgische Exposition und das Abtragen weichgewebiger Strukturen von den Knochenfragmenten, was zu einer höheren Rate an Infektionen, Pseudarthrosen und verzögerter Knochenheilung führte. In den 1980er-Jahren, angesichts zunehmender Komplikationen bei Kompressionsplattierungen diaphysärer Frakturen sowie des Erfolgs der intramedullären Nagelung – welche sekundäre Heilung durch Kallusbildung ermöglichte – entstand neues Denken. Der Begriff der Bridging-Plattierung wurde eingeführt: Bei dieser Methode korrigiert die Operation lediglich Ausrichtung, Länge und Rotation, ohne die komminutierte Frakturzone zu beeinträchtigen. Die Platte überspannt das Fraktursegment und wird in den proximalen und distalen Hauptfragmenten verankert. Dieses Verfahren gewährleistet nur relative Stabilität und ermöglicht so die Kallusbildung; es wird daher auch biologische Osteosynthese genannt.

Technischer Kern des LCP

Die Locking Compression Plate (LCP) baut auf den Erfahrungen mit den Systemen PC-Fix und LISS auf. Ihr revolutionäres Merkmal ist die Integration zweier völlig unterschiedlicher Fixationsmechanismen innerhalb einer einzigen Platte. Die Kombinationslöcher ermöglichen es dem Chirurgen, entweder herkömmliche dynamische Kompression, die Insertion von Schrauben mit feststehendem Kopf zur Erstellung eines internen Fixateurs oder eine hybride Kombination beider Schraubentypen zu wählen (Abbildung 1).

Abbildung 1. Das Kombinationslochprinzip der LCP, das es dem Chirurgen ermöglicht, am Fraktursitz je nach Bedarf sowohl das Prinzip des internen Fixateurs als auch das der dynamischen Kompression anzuwenden.

Konventionelle Platten stützen sich auf Schrauben, die die Platte gegen den Knochen pressen und so Stabilität durch Reibung zwischen Platte und Knochen erzeugen. Wenn die LCP als interner Fixateur eingesetzt wird, ist kein enger Kontakt mit der kortikalen Oberfläche erforderlich. Diese neue Technologie stellt jedoch neuartige Anforderungen an die chirurgische Technik. Die Übersicht betont, dass ein erheblicher Anteil der mit der LCP verbundenen Probleme auf die Vernachlässigung der grundlegenden Prinzipien der biologischen Bridging-Osteosynthese zurückzuführen ist.

Wichtige klinische Parameter für die Anwendung der LCP

Plattenlänge

Bei herkömmlichen Platten-Systemen verringert die Verkürzung der Platte die Weichteildissektion. Diese Logik gilt nicht für die LCP. Die LCP ermöglicht den Einsatz längerer Platten ohne zusätzliche Weichteiltraumatisierung; die Plattenwahl sollte ausschließlich vom biomechanischen Status der Fraktur bestimmt werden. Das Verhältnis von Plattenlänge zu Frakturlänge (Platten-Spannweiten-Verhältnis) ist definiert als Gesamtlänge der Platte geteilt durch Gesamtlänge der Fraktur. Bei komminutierten Frakturen sollte dieses Verhältnis im Allgemeinen 2 bis 3 betragen; bei einfachen Frakturen 8 bis 10. Eine Erhöhung der Spannweite verringert die Belastung, die auf die Platte wirkt.

Schraubenzahl und Anordnung

Die Schraubendichte ist definiert als die Anzahl eingebrachter Schrauben geteilt durch die Gesamtanzahl der Plattenlöcher; dieser Wert sollte unter 0,4–0,5 gehalten werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Platten schreibt die LCP keine feste Anzahl an Schrauben oder Kortikalisdurchgängen pro Knochenfragment vor. Zur Aufrechterhaltung der strukturellen Stabilität werden mindestens zwei monokortikale Schrauben in jedem Hauptfragment empfohlen. Aus Sicherheitsgründen werden üblicherweise 2–3 Schrauben pro Hauptfragment platziert, sodass selbst bei suboptimaler Verankerung einer Schraube die Gesamtstabilität erhalten bleibt. Mindestens eine bikortikale Schraube pro Hauptfragment verbessert die Leistung der Schrauben-Knochen-Schnittstelle, verringert jedoch nicht die Wahrscheinlichkeit eines Schraubenversagens selbst. Die axiale Ausziehfestigkeit wird durch den Außendurchmesser der Schraube bestimmt; eine 5,0-mm-Verriegelungskopfschraube (LHS), die monokortikal eingesetzt wird, erreicht etwa 70 % der Haltekraft einer herkömmlichen 4,5-mm-Bikortikalschraube (Abbildung 3).

Abbildung 3. Ausziehversuchsergebnisse: monokortikale Verriegelungsschrauben erreichen 70 % der Haltekraft herkömmlicher 4,5-mm-bikortikaler Schrauben.

Die Anzahl der Schrauben verändert die Verteilung der Biegekräfte. Die Kraftverteilungsmuster unterscheiden sich signifikant zwischen minimaler und maximaler Schraubenzahl (Abbildung 2).

Abbildung 2. Kraftanalyse in Abhängigkeit von der Schraubenzahl: Unterschiede in der Biegekraftverteilung zwischen minimaler (A) und maximaler (B) Schraubenkonfiguration.

Bei komminutierten Frakturen ohne Knochenkontakt zwischen den Hauptfragmenten sollten Schrauben benachbart zur Frakturzone eingebracht werden, um die Überbrückungslänge zu erhöhen und die Plattenbelastung zu verteilen. Bei einfachen Frakturen mit Knochenkontakt sollten jeweils 1–2 Kombinationslöcher auf jeder Seite der Fraktur frei bleiben.

Bei der Bohrung für Verriegelungsschrauben führt eine axiale Abweichung von mehr als 5° zu einer erheblichen Verringerung der strukturellen Stabilität; daher muss das Zielgerät verwendet werden. Werden konventionelle und Verriegelungsschrauben gemeinsam eingesetzt, sind zunächst die konventionellen Kompressionsschrauben einzubringen, gefolgt von den Verriegelungsschrauben. Eine Umkehrung dieser Reihenfolge kann die Schrauben-Knochen-Grenzfläche überlasten.

Plattenkonturierung

Als interner Fixateur erfordert die LCP keinen perfekten Knochenkontakt. Bei diaphysären Frakturen ermöglicht eine sanfte Biegung zwischen den Schraubenlöchern, die Schrauben in unterschiedlichen Orientierungen einzubringen und so eine multidirektionale Verankerung zu erreichen – insbesondere vorteilhaft bei osteoporotischem Knochen. In metaphysären Regionen ist lediglich eine grobe Konturierung erforderlich, um übermäßige Platten-Knochen-Lücken und damit verbundenen Weichteildruck zu vermeiden, während divergierende Schraubenplatzierung die gesamte Ausziehwiderstandskraft erhöht.

Anatomisch vorkonturierte LCP-Systeme

Anatomisch vorgeformte LCPs erfordern keine umfangreiche intraoperative Biegung mehr; sie unterstützen die Erzielung einer anatomischen Reduktion, und die zugehörigen Zielblöcke erleichtern die präzise Platzierung von Verriegelungsschrauben und standardisieren den chirurgischen Arbeitsablauf. Die Übersicht listet klinisch verfügbare Systeme auf: PHILOS-Proximal-Humerus-Platte, Distal-Humerus-LCP, 2,4-mm-Distal-Radius-System, hand-spezifisches LCP, Distal-Femur-LCP, Proximal-Tibia-LCP, Distal-Tibia-LCP, pilon-spezifisches LCP, mediale tibiale Metaphysenplatte, Condylar-Platte und breit gekrümmtes LCP. Das breit gekrümmte LCP passt sich der posterioren Krümmung des Femurs an und eignet sich für periprothetische Frakturen sowie für die Fixation nach Knie-Arthrodesis.

In-vitro-biomechanische Studien

Zahlreiche in-vitro-biomechanische Bewertungen gingen der klinischen Einführung voraus. In einem kadaverischen Modell distaler Radius-C2-Frakturen zeigten volare Locking-Compression-T-Platten eine überlegene Stabilität gegenüber herkömmlichen Platten. An kadaverischen Radiuspräparaten erwies sich die LCP als stabiler als die LC-DCP hinsichtlich anteroposteriorer Stabilität und Torsionsfestigkeit. Bei Tests an distalen Humerusfrakturen erzielte die LCP eine stabile primäre Fixation. Das PHILOS-Proximalhumerus-System mit seinen elastischen Eigenschaften verringerte die Spitzenspannungen an der Knochen-Implantat-Grenzfläche und führte daher bei osteoporotischem Knochen zu niedrigeren Raten einer frühen Lockerung im Vergleich zu steiferen Implantaten. In Langknochenfrakturmodellen wies die LCP eine höhere Streckgrenze als vergleichbare Implantate auf. Einige kontrollierte Studien konnten keine biomechanische Überlegenheit gegenüber herkömmlichen Platten nachweisen; jedoch zeigte keine Studie eine biomechanische Unterlegenheit der LCP.

Klinische Ergebnisse

Der LCP wurde im Jahr 2001 in die klinische Anwendung eingeführt. Sommer (2003) veröffentlichte eine frühe klinische Fallserie mit 169 Fällen und kam zu dem Schluss, dass das System ausgereift sei und insbesondere bei komplexen Frakturen sowie bei Revisionseingriffen nach misslungener internen Fixation einen besonderen Nutzen biete. Das distale Radiusende ist ein häufiges Anwendungsgebiet. Bei dorsal dislozierten Frakturen des distalen Radius vermeiden volare Verriegelungsplatten eine Reizung der dorsalen Extensortendons; der 2,4-mm-LCP erzielte bei über 80 % der osteoporotischen Frakturen des distalen Radius gute oder ausgezeichnete Ergebnisse. Obwohl die direkten Implantatkosten höher liegen, ermöglicht das System eine frühzeitige aktive Bewegung durch den gesamten Bewegungsumfang ohne Verlust der Reduktion. Die Fachliteratur dokumentiert den Einsatz des LCP bei Sakralfrakturen, transversen Sternumfrakturen, periprothetischen Frakturen, distalen Humerusfrakturen sowie osteoporotischen Pseudarthrosen.

Die Übersicht stellt fest, dass die meisten mit LCP zusammenhängenden Komplikationen keine materiellen Implantatversagen darstellen, sondern vielmehr Versäumnisse bei der Einhaltung der Prinzipien der Brückenschienung-Osteosynthese sind. Eine verzögerte Knochenheilung trat zwar in einigen Fällen auf (insbesondere bei Unterarmfrakturen und offenen Keilschnitten am proximalen Schienbein), jedoch insgesamt in geringer Häufigkeit. Abbildung 4 zeigt einen Fall einer distalen Schienbeinfraktur, die mittels MIPO-Brückenschienung behandelt wurde.

Abbildung 4. AO43-A2-Schienbeinschaftfraktur: Fall mit distaler Schienbein-LCP; der Wadenbeinknochen wurde nach konventionellen Plattenosteosyntheseprinzipien fixiert, während das Schienbein mittels MIPO-Brückenschienung-Osteosynthese stabilisiert wurde.

Versagen infolge unzureichender Brückenschienungsprinzipien können durch Verwendung einer längeren Platte und Anpassung der Schraubenkonfiguration korrigiert werden. Abbildung 5 veranschaulicht eine Unterarmbein-Schaftfraktur, bei der die anfänglichen Schrauben zu nahe an der Frakturzone platziert wurden, was zu einer Pseudarthrose führte; nach Revision mit einer längeren 10-Loch-Platte und Neupositionierung der medialen Schrauben zur Vergrößerung der Brückenspannweite wurde die knöcherne Heilung drei Monate nach der Revision erreicht.

Abbildung 5. AO22‑A3 Unterarmfraktur mit LCP: anfängliche 8‑Loch‑Platte mit Schrauben zu nahe an der Frakturstelle, was nach 5 Monaten zu einer Pseudarthrose führte; Revision mit einer längeren 10‑Loch‑Platte, Neupositionierung der Schrauben und verlängertem Überbrückungssegment führte nach 3 Monaten zur radiologisch bestätigten knöchernen Ausheilung.

Das LCP wurde zudem bei der Revision einer Arthrodese eingesetzt. Abbildung 6 zeigt einen Fall einer Kniearthrodese‑Pseudarthrose nach Entfernung einer infizierten Revisionsknieprothese und Anwendung einer externen Fixation. Eine gebogene 20‑Loch‑LCP (4,5/5,0 mm) in Kombination mit einer weiteren 10‑Loch‑LCP sowie einer autologen Spongiosatransplantation führte postoperativ nach 6 Monaten zur knöchernen Verschmelzung.

Abbildung 6. Chronische Infektion mit Pseudarthrose nach Kniearthrodese unter externer Fixation; Revision mit einer gebogenen 20‑Loch‑LCP (4,5/5,0 mm) plus einer 10‑Loch‑LCP und autologer Spongiosatransplantation, was nach 6 Monaten zur knöchernen Verschmelzung führte.

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