i-health® - Tipps bei Knochenerkrankungen

i-health® - Lesenswertes und Tipps bei Knochen- und Knochenmarkerkrankungen - HBO bei Osteoradionekrose und Radioosteitis (2)

Lesen Sie …
i-health® - Lesenswertes und Tipps bei Knochen- und Knochenmarkerkrankungen
HBO bei Osteoradionekrose und Radioosteitis (2)
Tipps bei Knochennekrosen, KMÖS und Morbus Ahlbäck
Alle Seiten

HBO bei Osteoradionekrose und Radioosteitis (2)

 

Überblick:

Die nächst wichtige Patientengruppe, die durch HBO-Therapie profitiert, ist jene, die chronische, therapierefraktäre Weichteil- und/oder Knochendefekte als Spätfolge einer vorangegangenen Bestrahlungstherapie nach Kopf-/Halstumoren aufweist. Während bei der Osteomyelitis die Infektion die Ursache der Hypoxie darstellt, verursacht bei der Osteoradionekrose die Bestrahlung die Verminderung der Gefäßdichte mit chronischer Hypoxie. Hierdurch wird die chronische Wunde mit ihren Folgen, wie z. B. Fistelbildung, Osteitis, Spontanfraktur u. a. m. weiter unterhalten und erschwert die operativen Behandlungsmöglichkeiten, da in der Folge Transplantate nicht einheilen, Fremdkörper sich lockern und die Infektion mit anhaltender, eitriger Sekretion nicht unter Kontrolle zu bringen ist.

 

Zahlreiche klinische Fallbeschreibungen bestätigen die Erfolge der tierexperimentellen Untersuchungen. Die HBO unterstützt die kieferchirugische Intervention und sichert deren Erfolg auch in 70 bis 97% (23, Hart; 24, Sheng-Po) der bisher therapierefraktären Krankheitsfälle.

 

Entstehung:

Vor allem bei älteren Bestrahlungskonzepten, seltener auch in heutiger Zeit, sind durch Radiatio mit Dosen oberhalb von 60 Gy Schädigungen der angrenzenden gesunden Gewebe nach einem Zeitraum von zwei bis drei Monaten bis zu mehreren Jahren zu erwarten (25, Ueda 1993 ). Insbesondere im Bereich der kiefer- und gesichtschirugischen Tumoren findet man in einem nennenswerten Prozentsatz Radioosteo- und -weichteilnekrosen mit orocutanen Fisteln, Schleimhautdefekten mit teilweise offenliegender Mandibula und mit chronischen Osteitiden bzw. Osteomyelitiden. Die Osteonekrose der Mandibula ist aufgrund der Knochendichte mit stärkerer Strahlenabsorption und der geringeren Gefäßdichte häufiger als die Nekrose im Bereich der Maxilla. Eine zunehmende Gefäßhyalinisierung bzw. -sklerose im bestrahlten Gebiet mit Absterben der Endothelzellen und Thrombosierung und einem unbestimmtem Endpunkt ist die Folge der vorangegangenen Therapie. Die Gefäßdichte der Mandibula nimmt im Vergleich zum nicht osteoradionekrotischen, aber bestrahlten Knochen drastisch ab und kann etwa 20% der normalen Dichte erreichen (26, Bras 1990 ), während gleichzeitig die Fibrosierung des Knochens zunimmt und die Zellzahl reduziert ist (27, Marx 1983). Ausgangspunkt ist eine Occlusion der A. alveolaris inf. durch Intimafibrose und Thrombose. Sie ist das Hauptgefäß, das die Mandibula versorgt, während lediglich Teile der Schleimhaut oder der Muskelansätze die Blutversorgung aus der A. facialis oder ihren Seitenästen erhalten (22, Bras 199022; 28, Hellum 1981 ). Der verletzlichste und am häufigsten befallene Bereich des Unterkiefers ist hierbei die Region von den Prämolaren bis zum Retromollarraum (22, Bras 1990). Fibroblasten, Osteoblasten, Osteozyten und Makrophagen können ihre Funktion nicht mehr ausüben. Schon bei geringen Traumatisierungen, wie z. B. Zahnextraktionen, Reiben einer Prothese oder auch spontan kommt es zur Entstehung von Wunden, die auf Grund der Hypoxie und Hypozellularität keine oder nur geringe Heilungstendenz aufweisen. Fistelbildungen, Spontanfrakturen oder Abszesse sind dann die Folgen (29, Teixeira 1991 ).

 

Positive Krankheitsbeeinflussung durch hohen Sauerstoffpartialdruck:

Wird in diesen Geweben der zuvor erniedrigte Sauerstoffpartialdruck (in der Regel ca. 5-10 mmHg) durch HBO auf mehr als 30-40 mmHg angehoben, können die Zellen ihre Funktion wieder aufnehmen und ihren Zellmetabolismus normalisieren, Zellproliferation in Gang setzen und Gewebewachstum erzielen (30, Magnant 1992). Die Kollagenproduktion der Fibroblasten ist direkt proportional dem vorhandenen Sauerstoffpartialdruck (31, Mendel 1988; 32, Cianci 1994). Die Festigkeit der Kollagenfasern im Granulationsgewebe nimmt mit zunehmendem Sauerstoffpartialdruck ebenfalls zu. Kollagenfasern werden benötigt, weil sich an ihnen entlang neue Gefäße ausbilden, und auch hier ist die Endothelzellproliferation und damit das Wachstum neuer Kapillaren vom Sauerstoffpartialdruck bzw. vom Sauerstoffgradienten zwischen Wundrand und Wundzentrum abhängig. Die Hypoxie ist zwar der Trigger, der die Angioneogenese initialisiert, aber unter Hypoxie findet keine weitere Zellteilung statt. Deshalb ist ein hoher Sauerstoffgradient notwendig, um das Kapillarwachstum zu fördern. Weiterhin ist die Osteoklastenfunktion sauerstoffabhängig, mehr noch als die der Osteozyten. Ohne ausreichenden Sauerstoffpartialdruck wird der nekrotische Knochen nicht resorbiert (33, Welslau 1993).

Garrett et al. (34, 1990 ) begründen dies in ihrer Arbeit mit der Wirkung von freien Sauerstoffradikalen, insbesondere des Superoxid-Anions auf die Osteoklasten, die durch Einwirkung der Radikale zur Resorption stimuliert werden. Nach bis zu 30 Kammerbehandlungen steigt nach Kindwall (35, 1993 ) in vorbestrahltem Gewebe der Sauerstoffpartialdruck langfristig durch Neoangiogenese auf ein Maximum von 86% der Normalwerte an (36, Thorn 1997 ). Für zukünftige Gewebetransplantationen, Osteosynthesen, Fremdkörperimplantate o. ä. wird hier die notwendige Voraussetzung für die Einheilung geschaffen, wenn die Operation dann nicht sogar ganz überflüssig wird (37, Kindwall 1992 ). Marx (38, 1994 ) berichtet darüber, dass selbst bei gestielten myocutanen Lappen, die ihre eigene Blutversorgung mitbringen, die hyperbare Oxygenation notwendig ist, um in dem vorbestrahlten hypovasculären, hypozellulären und hypoxischen Transplantatbett ausreichende Voraussetzungen zum Einheilen zu erzielen. Er behandelt die Patienten deshalb präoperativ mit 20 HBO-Sitzungen und postoperativ mit weiteren 10 bis 20 Kammerbehandlungen (20/10-Protokoll nach Marx), nachdem er gefunden hatte, dass frühestens nach 8 HBO-Behandlungen eine Zunahme der Kapillardichte von zunächst 20% der Norm auf etwa 80% nach 20-25 Behandlungen erfolgt.

 

Therapeutisches Fenster der HBO:

Spätestens dann, wenn zuvor durchgeführte Operationen kein zufriedenstellendes Behandlungsergebnis bewirkten, ist vor und nach einer weiteren kieferchirurgischen Intervention bei einem bestrahlten Patienten der Einsatz der HBO gemäß dem Behandlungsschema nach Marx sinnvoll. Das Gleiche gilt auch vor Zahnextraktionen (39, Marx 1985 ) und vor geplanten osteointegrierten Implantaten (40, Granström 1999).

 

Sicherung der Effektivität der HBO:

Laut Marx und Johnson (34, 1985) sind die größten Herausforderungen in der Effektivität der Anwendung hyperbaren Sauerstoffs bei strahlentherapierten Patienten in der Kiefer- und Gesichtschirurgie die folgenden:

1. Zu wissen, wann man mit einer Operation eingreifen muss
2. Zu bestimmen, welcher Umfang bei einer chirurgischen Intervention erforderlich ist
3. Eine vollkommene funktionale und kosmetische Wiederherstellung all jenen zu ermöglichen, die der Kieferresektion bedürfen
4. Die hyperbare Oxygenation mit der chirurgischen Behandlung so zu koordinieren, dass die Osteoradionekrose zum Rückgang gebracht - nicht nur aufgehalten - wird ohne späteres Wiederauftreten
5. Die Anzahl der Sauerstoffüberdruckbehandlungen und die Kosten auf einem Minimum zu halten.

 

Durchführung der hyperbaren Sauerstoffbehandlung:

 

Die Initialbehandlung hängt von der Schwere des klinischen Krankheitsbildes des Patienten ab. Die HBO-Behandlungen werden überwiegend mit einem Gesamtdruck von 2,4 atm und einer Dauer von 90 - 120 Minuten durchgeführt. Nach größeren chirurgischen Eingriffen soll der Patient täglich behandelt werden, soweit möglich. Verbreitet ist bei Osteoradionekrosen das Behandlungsschema von Marx mit 20 präoperativen und 10 postoperativen Behandlungssitzungen (20/10-Schema). Nach maximal 40 HBO-Behandlungen wird eine Überprüfung der Anwendung empfohlen.

 

Während der viereinhalb jährigen guten Zusammenarbeit zwischen der Freiburger Kiefer- und Gesichtschirurgischen Universitätsklinik und dem Freiburger Druckkammerzentrum konnten bisher 16 Osteomyelitis- und 19 Osteoradionekrosepatienten mit überwiegend gutem Erfolg therapiert werden.

 

Nebenwirkungen:

Die wichtigsten Nebenwirkungen und Komplikationen entsprechen denen anderer Druckveränderungen, wie z.B. beim Fliegen, beim Tauchen oder im Gebirge. Es sind hauptsächlich die Druckausgleichsstörungen im Bereich des Mittelohrs, die in der Literatur mit etwa 2-3% angegeben werden, bei Patienten in unserem HBO-Zentrum nur in 1,6% zu beobachten waren. Weiterhin gibt es Druckausgleichsstörungen im Bereich der Nasennebenhöhlen (ca. 0,3-0,5%), der Zähne (0,3‰) und der Lunge (wenige Einzelfallberichte, «0,1‰).

Daneben sind sauerstoffbedingte Intoxikationserscheinungen möglich: im ZNS mit Halluzinationen, Übelkeit, Erbrechen, Muskelfibrillationen und epileptiformen Krämpfen. Die Häufigkeit wird mit 1:10.000 bis 1:20.000 angegeben, ist aber häufiger bei Krampfanamnese, Antibiotika (Cefalosporin-)- oder Cortisontherapie, bei Alkoholabusus, Schlafmangel u.a.. Weiterhin ist eine passagere, vollständig reversible Myopie bei länger dauernder Behandlungszeit beschrieben. Die Häufigkeit nimmt mit der Behandlungszeit zu. Auch eine Verstärkung vorbestehender Katarakte wurde nach mehr als 100-150 Sitzungen publiziert. Lungenschäden, wie sie in der Intensivmedizin bei langfristig mit hohem FiO2 beatmeten Patienten vorkommen, entstehen nicht, da die Behandlungzeiten mit Luftpausen fraktioniert werden und in der Regel auf wenige Stunden pro Tag beschränkt bleiben.

 

Kosteneinschätzung

Die HBO ist nicht nur klinisch wirksam, sondern auch kosteneffektiv einzusetzen: Bei 60 - 97 % der Patienten, die jahrelang auf wiederholte teuere operative Eingriffe und Antibiotikabehandlungen nicht ansprachen, konnte die Osteonekrose und/oder die Infektion erfolgreich zum Stillstand gebracht werden, wenn die HBO im Zusammenhang mit intensiver chirurgischer und antibiotischer Therapie eingesetzt wurde. Für andere Patienten, speziell solche mit Schädelbasisinfektionen, wurde die HBO-Therapie als lebensrettende Maßnahme nachgewiesen. In einer weiteren zahlenmäßig begrenzten Übersicht war die Kosteneffektivität durch den Einsatz der HBO-Behandlung bei der refraktären Osteomyelitis fünf Mal günstiger als ohne (41, Strauss 1980). Eine retrospektive Untersuchung von 1997 beschreibt die HBO-Therapie als sowohl kostengünstiger als auch effektiver als die konservative Behandlung und demonstriert hierduch die Überlegenheit der Therapieoption (42, Dempsey).

 

Literaturliste

(1) Calhoun KH, Shapiro RD, Stiernberg CM, Calhoun JH, Mader JT. Osteomyelitis of the Mandible. ArchOtolaryngolHeadNeck 1988; 114: 1157-62

(2) Davis JC, Heckman JD. Refractory Osteomyelitis. In: Davis JC, Hunt TK (eds.) Problem Wounds. The Role of Oxygen. Elsevier, New York 1988; 125-142

(3) Perrins DJD, Maudsley RH, Colwil RR et al. OHP in the Management of Chronic Osteomyelitis. In: Brown National Academy of Sciences-National Research Council, 1966: 578-84

(4) Depenbusch FL, Thompson RE, Hart GH. Use of Hyperbaric Oxygen in the Treatment of Refractory Osteomyelitis: A Preliminary Report. J Trauma 1972; 12: 807-12

(5) Morrey BF, Dunn JM, Heimbach RD et al. Hyperbaric Oxygen and Chronic Osteomyelitis. ClinOrthopRelRes 1979; 144: 121-7

(6) Davis JC, Heckman JD, DeLee JC et al. Chronic Nonhematogenous Osteomyelitis Treated with Adjuvant Hyperbaric Oxygen. JBoneJointSurg 1986; 68A: 1210-7

(7) Slack WK, Thomas DA, Perrins DJD. Hyperbaric Oxygenation in Chronic Osteomyelitis. Lancet 1965; I: 1093-4

(8) Coulson DB, Ferguson AB, Diehl RC. Effect of Hyperbaric Oxygen on the Healing Femur of the Rat. SurgForum 1966; 17: 449

(9) Hamblen DL. Hyperbaric Oxygen in Treatment of Osteomyelitis. ProcRSocMed 1971; 64: 1129-41

(10) Basset AC, Herrmann I. Influence of Oxygen Concentration and Mechanical Factors on Differentiation of Connective Tissue in Vitro. Nature 1961; 190: 460

(11) Makley JT, Heiple KG, Chase SW, et al. The Effect of Reduced Barometric Pressure on Fracture Healing in Rats. JBoneJointSurg 1967; 48A: 903

(12) Penttinen R, Rantanen J, Kulonen E. Effect of Reduced Air Pressure on Fracture Healing. IsrJMedSci 1971; 7: 444

(13) Yablon IG, Cruess RL. The Effect of Hyyperbaric Oxygen on Fracture Healing in Rats. JTrauma 1968; 8: 186

(14) Niinikoski J, Penttinen R, Kulonen E. Effect of Hyperbaric Oxygenation on Fracture Healing in the Rat. CalcifTissueRes 1970; 4 (Suppl): 115

(15) Penttinen R, Niinikoski J, Kulonen E. Hyperbaric Oxygenation and Fracture Healing. A Biochemical Study with Rats. ActaChirScand 1972a; 138: 39

(16) Penttinen R, Niinikoski J, Rantanen J et al. Effects of Hyperbaric Oxygenation and Reduced Barometric Pressure on the Nucleic Acid Contents of Healing Fractures. A Biochemical Study with Rats. ActaChirScand 1972b; 138: 269

(17) Mader JT, Brown GL, Guckian JC, et al. A Mechanism for the Amelioration by Hyperbaric Oxygen of Experimental Staphylococcal Osteomyelitis in Rabbits. JInfectDis 1980; 142: 915

(18) Kivisaari J, Niinikoski J. Effect of Hyperbaric Oxygenation and Prolonged Hypoxia on Healing of Open Wounds. ActaChirScand 1975; 141: 14

(19) Niinikoski J, Hunt TK. Oxygen Tensions in Healing Bone. SurgGynecolObstet 1972; 134: 746

(20) Mader JT, Guckian JC, Glass DL et al. Therapy with Hyperbaric Oxygen for Experimental Osteomyelitis Due to Staphylococcus aureus in Rabbits. JInfectDis 1978; 138: 312

(21) Calhoun KH, Shapiro RD, Stiernberg CM, Calhoun JH, Mader JT. Osteomyelitis of the Mandible. ArchOtolaryngolHeadNeck 1988; 114: 1157-62

(22) Davis JC, Heckman JD. Refractory Osteomyelitis. In: Davis JC, Hunt TK (eds.) Problem Wounds. The Role of Oxygen. Elsevier, New York 1988; 125-142

(23) Hart GB, Strauss MB Hyperbaric Oxygen in the Management of Radiation Injury. In: Schmutz J (ed) Proceedings of the 1st Swiss Symposium on Hyperbaric Medicine. Stiftung für Hyperbare Medizin, Basel 1986: 31-51

(24) Hao Sheng-Po, Hung Chi Chen, Fu-Chan Wei, Chao-Yu Chen, Albert Re-Ming Yeh. Systemic Management of Osteoradionecrosis in the Head and Neck. Laryngoscope 1999; 109: 1324-8

(25) Ueda M, Kaneda T, Takahashi H: Effect of Hyperbaric Oxygen Therapy on Osseointegration of Titaneum Implants in Irraded Bone: A Preliminary Report. IntJourOralMaxillofacialImpl 1993; 8: 41-4

(26) Bras J, Jonge HKT de, Merkesteyn JPR van. Osteoradionecrosis of the Mandible: Pathogenesis. AmJOtolaryngol 1990; 11: 244-50

(27) Marx RE. A New Concept in the Treatment of Osteoradionecrosis. J Oral Maxillofac Surg 1983; 41: 351

(28) Hellum S, Östrup LT: Normal and Retrograde Blood Supply to the Body of the Mandible in the Dog. II. The Role Played by Periosteomedullary and Symphyseal Anastomoses. IntJOralSurg 1981; 10: 31-42

(29) Teixeira W, Müller F, Vuillemin T, Meyer E: Hyperbarer Sauerstoff in der Behandlung der Radioosteonekrose des Unterkiefers. Laryngo-Rhino-Otol 1991; 70: 380-3

(30) Magnant CM, Milzman DP, Dhingsda H: Hyperbaric Medicine for Outpatient Wound Care. SoftTissueEmergencies 1992; 10(4): 847-60

(31) Mendel V, Scholz C, Nagel A: Hyperbaric Oxygenation - Ist Effects on Experimental Chronic Osteomyeltis in Rats. II. Sympos. / II. European Conference on Hyperbaric Medicine 1988

(32) Cinaci P, Sato R: Adjunctive Hyperbaric Oxygen Therapy in the Treatment of Thermal Burns: A Review. Burns 1994; 20(1): 5-14

(33) Welslau W: Hyperbare Sauerstofftherapie: Therapierefraktäre Osteomyelitis. Caisson 1993; 8(4): 252-8

(34) Garrett IR, Boyce BF, Oreffo RO, Bonewald L, Poser J: Oxygen-Derived Free Radicals Stimulate Osteoclastic Bone Resorption in Rodent Bone in Vitro and in Vivo. JourClinInvest 1990; 85(3): 632-9

(35) Kindwall EP: Hyperbaric Oxygen's Effect on Radiation Necrosis. ClinPlastSurg 1993; 85(3): 632-9

(36) Thorn JJ, Kallehave F, Westergaard P, Hansen EH, Gottrup F. The Effect of Hyperbaric Oxygen on Irradiated Oral Tissue: Transmucosal Oxygen Tension Measurements. JoralMaxilloFacSurg 1997; 55: 1103-7

(37) Kindwall EP:Use of Hyperbaric Oxygen Therapy in the 1990s. ClevelandClinJourMed 1992; 59(5): 517-28

(38) Marx RE: Radiation Injury to Tissue. In: Kindwall EP (Ed.): Hyperbaric Medicine Practice. Best Publishing, Flagstaff, Arizona, 1994: 447-503

(39) Marx RE, Johnson RP, Kline SN. Prevention of Osteoradionecrosis: a Randomized Prospective Clinical Trial of Hyperbaric Oxygen versus Penicillin. JAmDentAssoc 1985; 111:49

(40) Granström G, Tjellström A, Brånemark PI. Osseointegrated Implants in Irradiated Bone: A Case Controlled Study Using Adjunctive Hyperbaric Oxygen Therapy. JoralMaxillofacSurg 1999; 57: 493-9

(41) Strauss MB: Economic considerations in chronic refractory osteomyelitis. Presented at the fifth Annual Conference on Clinical Applications of Hyperbaric Oxygen. Long Beach, CA, 1980

(42) Dempsey J, Hynes N, Smith T, Sproat JE. Cost Effectiveness Analysis of Hyperbaric Therapy in Osteoradionecrosis. CanJPlastSurg 1997; 5: 221-9

 

Weitere verwendete Literatur:

• Wray JB, Rogers LS. Effect of Hyperbaric Oxygenation upon Fracture Healing in the Rat. J Surg Res 1968; 8: 373

• Mainous EG. Hyperbaric Oxygen in Maxillofacial Ostoemyelitis, Osteoradinecrosis, and Osteogenesis Enhancement. In: Davis JC, Hunt TK (eds.) Hyperbaric Oxygen Therapy. Undersea Medical Society, Bethesda, Maryland, 1977; 191-203

• Marx RE, Johnson RP. Problem Wounds in Oral and Maxillofacial Surgery: the Role of Hyperbaric Oxygen. In: Davis JC, Hunt TK (eds.) Problem Wounds. The Role of Oxygen. Elsevier, New York 1988; 65-123

• Van Merkesteyn JPR, Bakker DJ, Van der Waal I et al. Hyperbaric Oxygen Treatment of Chronic Osteomyelitis of the Jaws. Int J Oral Surg 1984; 13: 386

• Hampson NB, Chairman and Editor. Hyperbaric Oxygen Therapy: 1999 Committee Report. Kensington, MD: Undersea and Hyperbaric Medical Society, 1999: 47-50

 

Zuletzt aktualisiert am Donnerstag, 29. April 2010