G. Bratschitsch

Influence of Age on the Release of Reactive Oxygen Species by Phagocytes as Measured by a Whole Blood Chemiluminescence Assay

Polymorphonuclear and mononuclear phagocytes play an important role in host defense, but may also cause tissue injury through excessive inflammation. Reactive oxygen species (ROS) are not only directly ore indirectly involved in a wide variety of clinical disorders, such as atherosclerosis, reperfusion injury, pulmonary toxicity and cancer, but they are also important in the aging process. This process is associated with increasing susceptibility to infection. In this study we investigated the influence of age and sex on phagocyte activation by means of a whole blood chemiluminescence (CL) assay. Circulating phagocyte activity was measured in 55 healthy volunteers (24 females, 31 males) aged from 6 to 92 years. Using an automated luminescence system, phagocytes were stimulated by polystyrene beads and Luminol-enhanced CL was determined in terms of peak height and peak time in freshly withdrawn, peripheral venous whole blood. An extremely significant positive correlation (p < 0.0001) between the maximum of light emission after stimulation and increasing age was found. This finding is true for the total population of blood phagocytes as well as for a single cell. In contrast the time of the appearance of the maximum of light emission showed an extremely significant inverse correlation (p < 0.0003) with increasing age. The influence of sex on the CL-parameters showed no significant difference between women and men. It is concluded that the increased susceptibility of circulating phagocytes to oxidative burst in elderly subjects may be the consequence of several biological events. Senescent cells express more and also have new antigens on their surfaces that trigger an autoimmune response. Cellular senescence appears earlier in old organisms. Therefore phagocytes in aging individuals may be increasingly involved in their scavenger tasks that grow with the catabolic bias in cell turnover. Moreover, atherosclerotic alterations in the intima and endothelial lesions are physiologic concomitants of age and may lead to a stimulation of circulating phagocytes.

Cadaveric-biomechanical evaluation of bone-implant construct of proximal humerus fractures (Neer type 3).

BACKGROUND A biomechanical cadaver study was performed to test the stability and strength of screw osteosynthesis of surgical neck fractures of the humerus. METHODS After bone density measurement, 64 cadaver proximal humerus bones were bent to create a subcapital fracture. The fracture was then stabilized by means of screw osteosynthesis randomly assigned to subgroups of screw positioning, size of screw, and stress test (torsion/bending). RESULTS Two screws applied laterally and parallel were 34.2% more stable than the normal arrangement. Bone density had a dominant role with regard to maximal bending and torsion force, but no significance was found with respect to additional screws through the major tuberculum or diameter of screws. CONCLUSION Two of the smaller 4.5-mm cannulated screws should be applied parallel from the lateral direction. Only range-of-motion exercises that produce a bending stress should be considered early after surgery, avoiding axial stress.

Unstable fractures of the upper thoracic spine

ZusammenfassungInstabile Frakturen der oberen Brustwirbelsäule sind wegen der hohen Inzidenz an Begleitverletzungen und Rückenmarkläsionen eine therapeutische Herausforderung. Diese Kasuistik konzentriert sich auf die operative Therapie solcher Verletzungen. Wir präsentieren 9 Patienten mit instabilen Verletzungen der oberen Brustwirbesäule, nach der Einteilung von Magerl et al. handelt es sich um 7 Typ C- und 2 Typ B-Verletzungen. 8 Patienten hatten komplette Querschnittsläsionen, bei 1 Patient bestand eine unauffällige neurologische Situation. Alle Patienten wiesen Begleitverletzungen auf, 9 hatten Rippenfrakturen, 3 ein frakturiertes Sternum und 3 einen schweren Hämatothorax. Alle wurden operiert; 6 alleinige dorsale Fusionen, 2 alleinige ventrale Fusionen nach Thorakotomien wegen stark blutender rupturierter Interkostalarterien und eine kombinierte Fusion nach fehlgeschlagener posteriorer Stabilisierung wurden ausgeführt. Die Behandlung solcher Patienten sollte individuell gestaltet werden, abhängig von den Begleitverletzungen, vom Blutverlust aufgrund von frakturierten Rippen und rupturierten Gefäßen und vom Schmerz, verursacht durch einen instabilen Thorax. Im allgemeinen bevorzugen wir den dorsalen Zugang bei instabilen Verletzungen der Brustwirbelsäule.AbstractUnstable fractures of the upper thoracic spine are a therapeutic challenge because of the high rate of associated injuries and frequent occurrence of spinal cord lesions. This study focuses on the operative treatment of these injuries. We present nine patients with unstable injuries of the upper thoracic spine. According to the classification of Magerl et al., there are seven type C and two type B fractures. Eight patients had complete transverse lesions of the cord and one had no evidence of spinal cord injury. All patients presented associated injuries: nine patients had fractured ribs, three a fractured sternum and three a severe haemothorax. All underwent operative treatment: six posterior fusions only, two anterior interbody fusions only after thoractotomy owing to severe bleeding from ruptured intercostal arteries, and one a combined fusion after failure of posterior fusion. The treatment of these patients should be individualized, depending on the associated injuries, loss of blood owing to fractured spine and ruptured vessels and depending on the back pain resulting from an unstable thorax. In general, we prefer the posterior approach to unstable fractures of the upper thoracic spine.

UFN-System Eine Methode der minimalinvasiven chirurgischen Versorgung von Oberschenkelschaftfrakturen

The aim of this study is to present our early clinical experience using the Unreamed AO Femoral Nail (UFN). The UFN system combines the advantages of numerous proximal interlocking options for the treatment of nearly all femoral fractures patterns with those of unreamed nailing (biological osteosynthesis, preservation of the cortical blood supply, closed mediate reduction, primary stability, high degree of patient comfort). Operation time and blood loss are reduced by eliminating the reaming procedure. The risk of infection is minimized by avoiding dead space. The positioning of the patient on the operating table without the use of traction allows for a minimally invasive surgical procedure. Our report deals with intraoperative handling, intra- and postoperative complications and the prospective clinical outcome in using the solid femoral nail system in Austria. Within nearly 2 years (August 1994—April 1996) 52 closed fractures and four second-degree open fractures were stabilized using the unreamed femoral nail. In 12 cases we used the spiral blade interlocking technique. Four times we changed from external fixation to the UFN. According to the AO classification, we found 8 fractures of the proximal femur (A 1/1: 1; A 3/1: 2; A 3/3: 5) and 48 diaphyseal fractures (A 1: 4; A 2:7;A 3:16;B 1:5;B 2:6;B 3:6;C 1:I;C 2:2;C 3:1). Thirty patients were followed up over an average period of 9.1 months postoperatively. The clinical and radiological results were excellent in 20 cases; average fracture healing time was about 10.6 weeks.ZusammenfassungDer unaufgebohrte AO-Oberschenkelmarknagel (UFN) vereinigt die Vorteile der zahlreichen proximalen Verriegelungsmöglichkeiten zur Versorgung fast aller Oberschenkelfrakturen mit den Vorteilen der unaufgebohrten Marknagelung (biologische Osteosynthese, bessere Blutversorgung des Knochens durch unversehrte endostale Gefäße, geschlossene indirekte Reposition, primäre Stabilität, hoher Patientenkomfort). Operationszeit und intraoperativer Blutverlust sind durch den fehlenden Aufbohrvorgang vermindert. Das Infektionsrisiko ist durch das Wegfallen des Nageltotraums verringert. Die Lagerung auf dem Rücken ohne Extension am normalen strahlendurchlässigen Operationstisch ermöglicht die minimalinvasive perkutane Implantateinbringung. Wir berichten über die ersten österreichischen prospektiven klinischen Ergebnisse in der Anwendung des UFN-Systems, das intraoperative Handling sowie über die dabei aufgetretenen intra- und postoperativen Komplikationen. An der Universitätsklinik für Unfallchirurgie Graz stabilisierten wir im Zeitraum von beinahe 2 Jahren (August 1994–April 1996) 52 geschlossene und 4 zweitgradig offene Oberschenkelfrakturen. In 12 Fällen verwendeten wir die Spiralklinge zur proximalen Verriegelung. Bei 4 Patienten wechselten wir in der Behandlung vom Fixateur externe auf den UFN. Die Fraktureinteilung erfolgte nach der AO-Klassifikation. Wir fanden 8 Frakturen des proximalen Femurs (A 1/1: 1, A 3/1: 2, A 3/3: 5) und 48 diaphysär gelegene Oberschenkelschaftbrüche (A 1: 4, A 2: 7, A 3: 16, B 1: 5, B 2: 6, B 3: 6, C 1: 1, C 2: 2, C 3: 1). Von unseren 56 Patienten konnten 30 nachuntersucht werden. Das Nachuntersuchungsintervall betrug im Durchschnitt 9,1 Monate. Die klinischen und radiologischen Resultate waren in 20 Fällen ausgezeichnet; die durchschnittliche Konsolidierungszeit betrug 10,6 Wochen.The aim of this study is to present our early clinical experience using the Unreamed AO Femoral Nail (UFN). The UFN system combines the advantages of numerous proximal interlocking options for the treatment of nearly all femoral fractures patterns with those of unreamed nailing (biological osteosynthesis, preservation of the cortical blood supply, closed mediate reduction, primary stability, high degree of patient comfort). Operation time and blood loss are reduced by eliminating the reaming procedure. The risk of infection is minimized by avoiding dead space. The positioning of the patient on the operating table without the use of traction allows for a minimally invasive surgical procedure. Our report deals with intraoperative handling, intra- and postoperative complications and the prospective clinical outcome in using the solid femoral nail system in Austria. Within nearly 2 years (August 1994-April 1996) 52 closed fractures and four second-degree open fractures were stabilized using the unreamed femoral nail. In 12 cases we used the spiral blade interlocking technique. Four times we changed from external fixation to the UFN. According to the AO classification, we found 8 fractures of the proximal femur (A 1/1: 1; A3/1: 2; A3/3: 5) and 48 diaphyseal fractures (A1:4; A2: 7; A3: 16; B1: 5; B2: 6; B3: 6; C1: 1; C2: 2; C3: 1). Thirty patients were followed up over an average period of 9.1 months postoperatively. The clinical and radiological results were excellent in 20 cases; average fracture healing time was about 10.6 weeks.

Assay of phagocyte activation by means of malondialdehyde and luminol-enhanced chemiluminescence during uneventful wound healing following trauma surgery

The purpose of the study was the assessment of the acute inflammatory response in patients (N = 12) with comparable trauma severity and uneventful wound healing courses in the postsurgical period as a contribution to the search for objectifiable criteria in the monitoring of wound healing. Whole blood chemiluminescence (CL) on the one hand and the lipid peroxidation product malondialdehyde (MDA) on the other hand as tools for the detection of the respiratory burst activity of phagocytes were used as inflammation markers and were compared with the established marker PMN elastase. Blood samples were withdrawn daily from the day of surgery to the 14th postsurgical day. CL-parameters and PMN elastase increased postoperatively reflecting surgical trauma, while MDA remained within the normal range during the whole time of observation. A decrease of CL-activity in the postsurgical period correlated with decreasing PMN elastase levels (r = 0.52, P<0.0001) as well as with the tapering of local inflammation signs concerning the wound situs. MDA values neither correlated with PMN elastase nor with any CL-parameters. The results indicate that the measurement of the phagocytic activation by CL, used for the first time in traumatology to monitor wound healing, represents a promising marker for the assessment of the actual inflammatory status.

Karbonrahmen Lagerungs- und Repositionshilfe bei der Unterschenkelmarknagelung in unaufgebohrter Technik

ZusammenfassungDie intramedulläre Osteosynthese von langen Röhrenknochen ist seit Küntscher ein etabliertes Verfahren. Lange Zeit galt die Lagerung am Extensionstisch mit Schuh- oder Fersenbeinextension als Standard in der Unterschenkelmarknagelung. Zur intraoperativen Lagerung der Extremität und Reposition der Fraktur sind in letzter Zeit diverse Hilfen publiziert worden. Seit 4 Jahren wird an unserer Klinik die Unterschenkelnagelung in Rückenlage des Patienten ohne Extension am strahlendurchläßigen Tisch entweder in abgeklappter Position des Unterschenkels oder unter intermittierendem Aufstellen des Beins mit gebeugtem Knie durchgeführt, wobei sich in letzter Zeit zunehmend das völlig freie Lagern unter Zuhilfenahme eines leicht zusammenbaubaren Karbonrahmens aus Komponenten des AO-Fixateurs als äußerst hilfreich zeigte. Damit läßt sich sowohl der logistische Aufwand im Operationssaal als auch der sekundäre Weichteilschaden, verursacht durch das Operationstrauma, minimieren.SummaryIntramedullary stabilisation of long bones is an established treatment option since Küntscher. Especially for tibial nailing different methodes were proposed in the past, were as the use of a fracture table was more or less the standard procedure. Since 4 years now we are nailing tibial fractures whithout fracture table. We are now using more and more a simple carbon fibre-frame, easily assembled by parts of the AO external fixator. So we can minimize the additional iatrogenic soft tissue damage during surgery and the logistic preoperative set-up in the operation theatre is shorter.

The influence of trauma on changes in neutrophil granulocyte function assessed by an analysis of granulocyte migration

We examined the effects of trauma on polymorphonuclear leucocyte (PMN) migratory parameters and PMN elastase release, with the aim of tracing an acute inflammatory reaction from its very beginning to the phase of recovery. Fifteen patients who underwent monotrauma surgery, followed by uneventful healing, served as inflammation model. PMN activation was studied by measuring their readiness to migrate (TMI) and their penetration potency (DC) in a whole blood membrane filter device, in which a chemoattractant depot (FMLP) was integrated. Control chambers lacking FMLP provided parameters of the spontaneous migration. In healthy controls (n = 64), the numbers of invading PMNs decreased continuously from the outermost layer towards the interior of the filter device. FMLP did not influence the mobilization rate of PMNs immigrant from the blood into the filter, but those cells that did migrate penetrated deeper (P < 0.05). After trauma, the spontaneous and FMLP-stimulated DC was increased (P<0.05). Trauma also tended to inhibit PMN migratory activity episodically; depression of the unspecific immune function (low TMI values) was found on the 3rd (P<0.0001) and 12th (P<0.01) postsurgical days. There was no correlation between the migratory parameters and the inflammation parameter, PMN elastase release. Preliminary results indicate that analyses of PMN migratory parameters by a whole blood membrane filter assay could provide a valuable adjunct in monitoring trauma-associated immunologic changes.ZusammenfassungEs wurde die Trauma-bedingte Auswirkung auf Migrationsparameter neutrophiler Granulozyten (PMN) und auf die PMN-Elastase-Freisetzung untersucht, mit dem Ziel, eine akute Entzündungsreaktion von Anbeginn an bis zur Erholungsphase im Verlauf zu kontrollieren. 15 Patienten, die sich einem unfallchirurgischen Eingriff, gefolgt von blander Wundheilung, unterzogen, dienten als Entzündungsmodell. Die Erfassung des PMN-Aktivierungsgrads erfolgte im Vollblut durch Messung ihrer Migrationsbereitschaft (TMI) und ihres Eindringvermögens (DC) in ein Membranfiltersystem, welches ein Chemotaxindepot (FMLP) beinhaltete. Kontrollkammern waren FMLP-frei und charakterisierten die Spontanmigration. Bei der gesunden Kontrollgruppe (n=64) nahm die Zahl der ins Filtersystem eingedrungenen PMN kontinuierlich von der oberflächlichsten bis zur tiefsten Schicht ab. FMLP beeinflußte die Mobilisierungsrßte der vom Blut ins Filtersystem eingewanderten PMN nicht, aber jene Zellen, die wanderten, drangen tiefer vor (p < 0.05). Nach dem Tauma war die spontane und FMLP-stimulierte DC erhöht (p<0.05). Es war eine Tendenz, die PMN-Migrationsaktivität episodisch zu hemmen, bemerkbar. Eine Depression der unspezifischen Immunfunktion (niedrige TMI-Werte) fanden sich am 3. (p < 0.0001) und 12. postoperativen Tag (p < 0.01). Es bestand keine Korrelation zwischen den Migrationsparametern und dem Entzündungsmarker PMN-Elastase. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, daß die Analyse von PMN-Migrationsparametern im Vollblut-membranfilterassay ein wertvolles Attribut in der Verlaufskontrolle Trauma-assoziierter immunologischer Veränderungen repräsentieren könnte.

Zervikale Rückenmarkverletzungen bei stabiler unterer Halswirbelsäule mit Spinalkanalstenose

ZusammenfassungZiel der Untersuchung ist es, die neurologischen Ergebnisse bei zervikalen Rückenmarkverletzungen mit stabiler HWS und Spinalkanalstenose vorzustellen.Im Zeitraum von 1992–1999 wurden an der Universitätsklinik für Unfallchirurgie in Graz 145 Rückenmark- und/oder instabile HWS-Verletzungen behandelt, 138 wurden operiert, bei 7 Verletzten handelte es sich um Rückenmarkverletzungen mit stabiler HWS und Spinalkanalstenose.Die radiologische Diagnostik bestand aus a.-p.- und seitlichen Röntgenaufnahmen der HWS, einer Densaufnahme und HWS-Funktionsaufnahmen. Magnetresonanztomographien wurden innerhalb von 12 h durchgeführt.Die Spinalkanalstenose wurde mit dem Quotienten aus dem mittsagittalem Durchmesser des Spinalkanals und des Wirbelkörpers errechnet. Er betrug zwischen 0,5 und 0,8. 2-Segment-Veränderungen traten bei 4 Patienten und 3-Segment-Veränderungen bei 3 Patienten auf.In der Magnetresonanztomographie stellten sich in der T2-gewichteten Turbospinoechosequenz bei 6 Verletzten hyperintense Läsionen im Rückenmark dar, die einem Ödem entsprachen.Neurologisch wurde nach der “Standard Neurological Classification of Spinal Cord Injuries” evaluiert. Die 7 Verletzten wurden konservativ behandelt. Die Therapie bestand in der Gabe von nichtsteroidalen Antirheumatika und Methylprednisolon nach dem NASCIS-II- und -III-Schema.Die abschließenden Kontrolluntersuchungen fanden nach einem Zeitraum von 12–18 Monaten nach der Verletzung statt. Sie bestanden aus a.-p. und seitlichen Röntgenaufnahmen der HWS, Funktionsaufnahmen und einer neurologischen Untersuchung. Die Röntgenuntersuchungen erbrachten stabile Verhältnisse. Es traten eine Blockwirbelbildung und eine Zunahme der Spondylophyten auf.Die neurologische Erholung wurden nach dem “Motor-Score” beurteilt und ergab in einem Fall eine Verbesserung von 8 auf 63 Punkte innerhalb von 13 Monaten und bei 6 Fällen bestand nach der Verletzung ein durchschnittlicher “Motor-Score” von 78 Punkten, der nach einem Zeitraum von 2–5 Monaten 100 Punkte ergab.Hauptsächlich von motorischen Ausfällen betroffen waren die oberen Extremitäten. Störungen der Feinmotorik oder der Koordination konnten mit diesem Schema nicht beurteilt werden.Als Schlussfolgerung kann festgestellt werden, dass nach sorgfältiger Abklärung inkomplette Rückenmarkverletzungen bei stabiler Spinalkanalstenose gut auf konservative Therapie ansprechen, mit einer Rückbildung ist innerhalb von 2–5 Monaten zu rechnen, jedoch kann sich auch nach einem Jahr noch eine Verbesserung einstellen.AbstractThe aim of the study was to investigate the neurological outcome of spinal cord injuries in the traumatized cervical spine with a stenosis of the spinal medullary canal. From 1992 to 1999 we treated 145 spinal cord injuries and/or injuries with an unstable cervical spine, 138 were treated operatively, in 7 patients we found an injury of the spinal cord with a stable cervial spine and a stenosis of the spinal medullary canal.The radiological diagnostics consisted of anterioposterior X-rays of the cervical spine, an X-ray view of the dens axis and a stress roentgenogramm in extension and flection. An MRI was performed within the first 12 hours after the accident.The stenosis of the spinal medullary canal was evaluated by the quotient of the mid-sagittal diameter of the spinal medullary canal as well as the vertebral body (Torg-quotient) and ranged from 0,5 to 0,8. Pathological changed values were found in 4 patients within 2 segments and in 3 patients within 3 segments.In the T2-turbospin echo sequence hyperintense lesions of the spinal cord, accordingly to an edema were found in 6 patients.The neurological evaluation was performed according to the “Standard Neurological Classification of Spinal Cord Injuries”.Treatment of these 7 patients was perfomed conservatively, consisting of NSAR as well as Methyl-Prednisolon according to the pattern of NASCIS-II and III.The follow-up was performed after 12 to 18 months. We evaluated the X-rays in anterioposterior and lateral view, stress roentgenogramms and neurological status. Radiological findings showed stable conditions of the cervical spine with block vertebras and increased osteophytes.The neurological outcome was evaluated according to the “Motor-Score” and showed an improvement from 8 to 63 points within 13 months in one case. In 6 cases, the average “Motor-Score” of 78 increased to 100 points within 2 to 5 months after injury.Most defunctionalization symptoms were found in the upper extremities. Disturbances in fine motor movement were unable to be examined with the “Motor-Score”.We can conclude that spinal cord injuries in stable cervical spines with stenosis of the spinal medullary canal can be treated conservatively with a good outcome. A regression of the neurological defiency can be expected within 2 to 5 months, but even after one year, deficiency regression is possible.