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Das instabile Sprunggelenk Der Biomechanik auf die Sprünge geholfen

Ausgabe 01/2018

Gehen, laufen, springen – sämtliche vertikale Bewegungskräfte des Körpers müssen horizontal auf eine kleine Fläche umgeleitet werden.

Studienleiter Dr. Dominic Gehring vom sportwissenschaftlichen Institut der Uni Freiburg setzt auf die große Aussagekraft dynamischer Testbedingungen.
Studienleiter Dr. Dominic Gehring vom sportwissenschaftlichen Institut der Uni Freiburg setzt auf die große Aussagekraft dynamischer Testbedingungen.

Während am Oberschenkel breite Muskulatur vorherrscht , verjüngt sich die Kontur stetig nach unten und trifft an der Fessel auf einen schmalen Lastaufnehmer: das Sprunggelenk, ein Ort der Transformation und Hotspot für Traumata. Instabilitäten des bandgeführten Gelenks stellen eine große Gefahr dar, bis hin zur Spätfolge Arthrose. Neue, lateral stabilisierende Orthesen kommen der funktionell anspruchsvollen Anatomie entgegen. Wie die MalleoLoc L und MalleoLoc L3 der Biomechanik auf die Sprünge helfen, zeigt ein Besuch im sportwissenschaftlichen Institut der Universität Freiburg.
Für instabile Sprunggelenke scheint Freiburg ein Parcours mit hohem Schwierigkeitsgrad zu sein. Durch die Altstadt ziehen die „Bächle“, schmale, ins Pflaster eingelassene Wasserläufe, die unaufmerksame Touristen schnell an den Rand ihrer Standfestigkeit bringen und oft genug darüber hinaus. Auch der Schauinsland, ein unmittelbar vor der Stadt aufragender, 1.284 Meter hoher Aussichtsberg, stellt nicht geringe Stabilitätsansprüche an das Sprunggelenk. Viele Wanderwillige steigen lieber gleich in die Seilbahn, die sich am Fuß des Berges befindet. Glücklich, wer auf solche Hilfsmittel zurückgreifen kann. Hilfsmittel anderer Art für die Malleolen können an einem Wintermorgen, nur einige Hundert Meter entfernt , im Institut für Sport und Sportwissenschaft der Freiburger Universität in Aktion beobachtet werden.

Stabilisieren die Orthesen im entscheidenden Moment?

3D-Bewegungsanalyse mit Spezialkameras und kabellosen Markern an Fuß und Unterschenkel.
3D-Bewegungsanalyse mit Spezialkameras und kabellosen Markern an Fuß und Unterschenkel.

Ein weißes Messlabor. Zahlreiche Kameras sind auf Stativen und an den Wänden installiert. Die Objektive fokussieren einen schwarzen Laufsteg. In seiner Mitte ist eine Platte eingelassen. An der Seite stehen Computer und Monitore. Der Proband betritt die Bahn. An Fuß, Wade und Knie sind Marker angebracht , mit deren Hilfe die Spezialkameras jeden Millimeter Bewegung rund um das Sprunggelenk, das exponierteste und damit verletzungsanfälligste aller Gelenke‚ festhalten können. Unter den Markern trägt Johannes Lienhard, der Proband, die neue Sprunggelenkorthese MalleoLoc L3 von Bauerfeind. Sie und ihre Schwesterorthese MalleoLoc L sollen auf ihre Leistungsfähigkeit untersucht werden.
Können sie beim Auftreten des Fußes auf unsicherem Grund, im entscheidenden Moment des Umknickens ihren Träger so weit stabilisieren, dass es gar nicht erst zum Supinationstrauma kommt? Wie verändert sich die Inversionsgeschwindigkeit des Talus? Wie groß sind die entsprechenden Winkel auf den Bewegungsachsen? Korrelieren die gewonnenen Daten zur biomechanischen Wirkung der Orthesen mit den später erhobenen, subjektiven Stabilitätseinschätzungen der Probanden? Diesen Fragen geht die Freiburger Studie nach. Die Ergebnisse können dazu beitragen, Therapiewege zu finden, die die hohe Rezidivrate und das Arthroserisiko in der Spätfolge senken.

Simuliertes Verletzungsszenario

Die Kipp-Platte provoziert ein Umknicken.
Die Kipp-Platte provoziert ein Umknicken.

Johannes Lienhard geht fünf, sechs Schritte. Der Fußballspieler ist aufgrund früherer Umknickverletzungen im rechten Sprunggelenk instabil und dadurch geeignet als Proband. Plötzlich kracht es. Unter seinem Fuß ist die Platte in der Mitte des Stegs eingebrochen. Es hallt durch den kahlen Raum. Ein kurzes Wanken, dann setzt Johannes Lienhard seinen Weg stoisch fort. Auch später, beim schnellen Springen aus dem Stand, behält er seine Ruhe auf der Kipp-Platte, gesichert durch die ausgestreckten Hände eines Mitarbeiters. Dr. Dominic Gehring lächelt. Alles läuft nach Plan. Es gilt: Safety first. Der Studienleiter und sein Team stecken mitten in den Messreihen. Zehn von 20 Probandinnen und Probanden haben bereits das simulierte Verletzungsszenario durchlaufen. Dazu wurde auf ein erprobtes Studiendesign zurückgegriffen. Mit ihm konnte schon die stabilisierende Wirkung der Sprunggelenkorthese MalleoLoc nachgewiesen werden.1 „Unsere Probanden durchlaufen vorab ein Eingewöhnungstraining. Die Arretierung der Platte wird über eine Kontrolleinheit randomisiert gelöst“, erklärt Dr. Gehring. „So kann verhindert werden, dass in Erwartung des Umknickens die stabilisierende Gelenkmuskulatur voraktiviert wird.“

„Die biomechanische Funktion muss ­erfüllt werden“

Mit diesem dynamischen Stabilitätstest prüfen die Freiburger Bewegungswissenschaftler die schützende Wirkung der MalleoLoc L und MalleoLoc L3 für Belastungssituationen im Alltag. Institutsleiter Professor Dr. Albert Gollhofer stellt klar: „Die biomechanische Funktion muss erfüllt werden. Das erwarten wir allein aufgrund der Messreihen mit den Prototypen, die bei uns durchgeführt wurden.“ Bis jetzt lösen die Modifikationen hin zum Serienprodukt dies auch ein. „Die ersten Daten legen nahe, dass wir im Stabilisierungsgrad etwas unterhalb der bekannten MalleoLoc liegen“, lässt Studienleiter Dr. Gehring durchblicken. „Was angesichts der unilateralen Bauart aber naheliegt und auch gewollt ist.“

Wo liegt die funktionelle Instabilität?

Institutsleiter Prof. Dr. Albert Gollhofer sieht die therapeutische Schlüsselrolle der Propriozeption.
Institutsleiter Prof. Dr. Albert Gollhofer sieht die therapeutische Schlüsselrolle der Propriozeption.

Während die MalleoLoc eine lateral und medial anliegende U-Schale besitzt , verfügen MalleoLoc L und MalleoLoc L3 über eine lateral anliegende L-Schale. Diese einseitige Konstruktion erlaubt eine frühe posttraumatische Therapie und macht sie flacher und leichter passfähig in jedwedes Schuhwerk. Das fördere die Compliance – ein die Wirksamkeit mitbestimmender Punkt , wie die beiden Wissenschaftler betonen. Zudem biete die MalleoLoc L3 durch ihr modulares Konzept die Chance, den stabilisierenden Schutz durch die Orthese je nach Bedarf anzupassen.
Die Unterstützung der Propriozeption durch die Kompressionsbandage der MalleoLoc L3 und durch die optionale Plantarpelotte der MalleoLoc L sehen Dr. Gehring und Prof. Gollhofer als entscheidend an: „Hier könnte der Schlüssel für die Therapie der funktionellen Instabilität liegen, von der wir, im Vergleich zur mechanischen Instabilität , im Einzelfall oft gar nicht genau wissen, was ihr Kern ist und wo die Ursache liegt.“ Beim Fußballspielen kann sich der Proband Johannes Lienhard die neuen Orthesen nicht vorstellen. Im Gegensatz zum Alltag sei in seinem Sport direktes Ballgefühl rund um den Fuß gefragt. „Aber zum Wandern, ja!“ Vielleicht auf den Schauinsland – mit stabilem Stand.

1 Gehring D., Wissler S., Lohrer H., Nauck T., Gollhofer A.: Expecting ankle tilts and wearing an ankle brace influence joint control in an imitated ankle sprain mechanism during walking. Gait and Posture, 2014b; 39: 894–898.

Bilder: Patrick Seeger