Übersichtsarbeiten - OUP 02/2013

Das Lima SMR-Schulter-Endoprothesen-System

T. Patzer1

Zusammenfassung: Das Lima SMR-System ist ein bewährtes modulares Schulter-Endoprothesensystem mit der Möglichkeit alle Indikationen der Schulter-Endoprothetik adressieren zu können. Es stehen zementfreie und zementpflichtige Primärschäfte und modulare Lang- bzw. Revisionsschäfte mit diversen Adaptern zur Verfügung, welche custom-made erweitert werden können.

Durch die Möglichkeit der Konversion von der anatomischen auf die inverse Situation, mit Erhalt des humeralen Schafts und der glenoidalen Metal-back-Basisplatte mit guten Standzeiten lassen sich Komplikationen reduzieren und Langzeitergebnisse optimieren. Die Materialinvertierung der Komponenten mit einer PE-Glenosphäre und humeralen metphysären inversen Metall- oder Keramik-Linern vermeidet glenoidale Osteolysen, welche durch ein Skapula-Notching der PE-Liner verursacht werden. Das Metall respektive die Keramik ermöglicht geringere Wandstärken und damit geringere Gesamtdurchmesser sowohl der humeralen Liner als auch der metaphysären Becher. Die Materialkombinationen eignen sich auch für Nickel-Allergiker. Die angebotenen 40 mm und 44 mm Glenosphären erreichen eine bessere glenohumerale Beweglichkeit bei gleichzeitig erhöhter Stabilität.

Schlüsselwörter: Schulterprothetik, Schulterendoprothese, inverse Prothese, Delta-Prothese, Defektarthropathie, Omarthrose

Abstract: The Lima SMR-System is a commonly used modular system for shoulder arthroplasty. It offers the opportunity to treat all indications for shoulder endoprothesis. There are cementless and cemented stems for primary cases and long stems for revision cases with various adapters and custom-made extensions available.

Due to the potential to convert the primary situation into an inverse situation without explanting the humeral stem and the glenoid base-plate with excellent results, complications are reduced and long term results are optimized. The inversion of the material of the components in the form of a PE glenosphere and a metal or ceramic humeral liner avoids osteolysis caused by scapular notching of the PE liner and reduces the diameter size of the liner in regard to a thinner rim. The components are available for patients with nickel allergy. The available 40 mm and 44 mm liners have shown to increase glenohumeral motion and stability.

Keywords: shoulder arthroplasty, shoulder endoprosthesis,
reversed prosthesis, Delta prosthesis, cuff tear arthropathy,
omarthritis

Das Lima SMR-Schulter-System wurde 1994 eingeführt. Der Name SMR steht für „Sistema Modulare Randelli“ und wurde von Prof. Mario Randelli entwickelt. Zunächst wurde das Modell für die anatomische Rekonstruktion mit einem zementpflichtigen keeled-Polyethylen (PE)-Glenoid entwickelt. 1995 entstand dann das erste Randelli-Metal-Back-Glenoid mit anatomischem PE-Inlay. 1998 erfolgten dann die ersten Konversionen der glenoidalen Metal-Back-Basisplatten auf ein inverses System mit custom-made Glenosphären. Am 10.04.2002 wurde dann das SMR-System vorgestellt.

Bei dem Lima SMR-System handelt es sich um ein modulares, von anatomisch zu invers konvertierbares Schulter-Endoprothesen-System (Abb. 1, 2). Durch die Variabiliät der Schäfte, der metaphysären Bodies, Spacer und Adapter lassen sich auf der humeralen und glenoidalen Seite annähernd alle Indikationen adressieren. Die Möglichkeit der Konversion mit Verzicht auf die Explantation des Humerusschafts und der gut sitzenden Metal-back-Komponente (Abb. 2) im Rahmen der Revision auf eine inverse Arthroplastik, reduziert die Inzidenz von Komplikationen und erhöht das Potenzial für optimale Langzeitergebnisse [1].

Auf der glenoidalen Seite steht mit einer Metal-back-Basisplatte ein Implantat mit guten Langzeitergebnissen [2, 3] zur Verfügung. Auch diese ist von anatomisch auf invers konvertierbar und bietet die Aufnahme für verschiedenste inverse Glenosphären (Abb. 3, 4). Eine sich am Skapulahals abstützende Revisionsklammer (Abb. 5) kann die Basisplatten-Fixation verbessern und die Augmentation mit einem Knochenspan optimieren.

Ein Vorteil des SMR-Systems ist die Material-Invertierung, d.h. einer PE-Glenosphäre und einem korrespondierenden humeralen metaphysären inversen Metall- oder Keramik-Liner.

Die Materialinvertierung mit PE-Glenosphäre und humeralem inversem Metall- oder Keramik-Liner:

Ein großes Problem der inversen Schulterendoprothese stellt das inferiore Skapula-Notching dar [15–19]: Dieses Phänomen wurde von Sirveaux et al. klassifiziert [17]. Hierbei kommt es in Adduktion zu einem Anschlagen der medialen Humerus-Metaphyse an den inferioren Glenoidhals der Skapula. Durch Kontakt des humeralen metaphysären PE-Liners kann es zu PE-Abrieb-bedingter Osteolyse und konsekutiver Lockerung der Basisplatte kommen. Bei der inversen SMR-Prothese wird dieser PE-bedingte Abrieb durch eine Materialumkehr vermieden: Die 40 mm und 44 mm-Glenosphären bestehen aus PE (Abb. 1, 3), die korrespondierenden Liner aus CoCrMo oder Keramik. Ein weiterer Vorteil der Materialumkehr ist , dass die Verwendung von Metall oder Keramik eine geringer Wandstärke und damit auch einen geringeren Gesamtdurchmessers ermöglicht (Abb. 4), und somit auch der 44-mm-Liner in dem inversen Standard-Becher verwendet werden kann. Die Wandstärke eines 44-mm-PE-Liners ist deutlich dicker, was einen vergrößerten Durchmesser des Liners verursacht, aufgrund dessen dieser nicht in dem Standard-Metaphysen-Becher verwendet werden könnte.

Trotz der Neuerungen der inversen Schulterarthroplastik mit guten mittelfristigen Ergebnissen bleibt die Rate des Scapular-notching-Phänomens hoch. Dies bedeutet ein signifikantes Risiko für die Glenoidkomponenten-Lockerung in der Zukunft [18]. Das Scapular notching ist ein der inversen Schulterarthroplastik zuzuordnendes radiologisches Phänomen, dessen klinische und radiologische Konsequenz aber nicht ganz geklärt ist [19].

In Kürze werden u.a. für Revisionsfälle Metal-back-Basisplatten mit längeren zentralen Zapfen und der Möglichkeit einer zentralen Schraubenplatzierung erhältlich sein. Des Weiteren wird eine schaftfreie humerale Metaphyse angeboten, die sowohl die anatomische Situation adressieren als auch die inversen Liner aufnehmen kann.

Die zementfreie glenoidale Metal-back-Basisplatte

Die Metal-back-Glenoidersätze erreichten in den meisten Studien klinisch defizitäre Ergebnisse, verglichen mit den zementierten Polyethylen (PE)-Glenoiden [5, 6] und hatten eine erhöhte Revisionsrate [7, 8]. Ein erklärlicher Grund ist das im Vergleich zu den All-PE-Glenoiden dünnere PE-Inlay, sodass es nach dem Abrieb nicht selten auch zum Kontakt des Metall-Kopfs mit dem Metal-back kommt. Röntgen-dichte Linien als radiologisches Lockerungskriterium waren in den Studien im Durchschnitt jedoch seltener bei den Metal-back-Glenoiden nachzuweisen [8].

Cofield et al. [9] eruierten in einem Review bei 180 zementfreien Metal-back-Glenoiden eine Komplikationsrate von 16 %. Röntgen-helle Linien zeigten sich in 3,3 % und in 2,7 % PE-Dissoziationen von der Basisplatte.

Wallace et al. [8] verglichen zementierte und zementfreie Glenoide bei Schulter-TEPs mit einem Durchschnitts-Follow-up von 5 Jahren und evaluierten eine erhöhte Rate an Frühkomplikationen in der zementfreien Gruppe. Hierbei zeigte sich in 3 von 5 Fällen eine Ablösung des PEs von dem Metal-back. Klinisch imponierten vergleichbare Ergebnisse bei vermehrten radiologischen Lockerungszeichen in der zementierten Gruppe.

Boileau et al. [7] fanden in einer vergleichenden Studie in 85 % der zementierten PE-Glenoide und in 25 % der zementfreien Metal-back-Glenoide radiologische Lockerungszeichen bei klinisch nicht signifikanten Unterschieden. Die Revisionsrate bei relevanter Lockerung war jedoch mit 20 % in der zementfreien versus 0 % in der zementierten Gruppe signifikant höher.

Martin et al. [5] berichten nach 140 zementfreien Glenoid-Implantationen über eine klinische Versagensrate von 11 % und zusätzlich über eine asymptomatische radiologische Lockerungsrate von 8 %. Die Überlebensrate lag hierbei nach 5 Jahren bei 95 % und nach 10 Jahren bei 85 % und war damit geringer als die von zementierten PE-Glenoiden. In einem Review berichten Fox et al. [6] über eine Revisionsrate von 62 % für zementfreie Metal-back-Glenoide und 15 % für zementierte PE Glenoide.

Castagna et al. [2] evaluierten für das SMR-Metal-back-Glenoid (Abb. 2) mit anatomischem PE-Inlay in einer Fall-Kontroll-Studie bei 35 konsekutiven Patienten mit Schulter-Totalendoprothesen und einem Follow-up von 75 Monaten (48–154) gute Ergebnisse mit einer Verbesserung der klinischen Scores, keiner Implantatlockerung, keiner PE-Metal-back-Dissoziation und keinem Implantat bezogenen Versagen. Bei 23 % der Patienten zeigten sich Röntgen-helle Linien < 2 mm mit reaktiver Knochen-Sklerose im Bereich des PEGs, in 3 dieser 8 Patienten zeigte sich eine Knochenresorption im Bereich der superioren Schraube.

Mohammed et al. [3] analysierten das neuseeländische Gelenkregister zu anatomischen Schultertotalendoprothesen über einen Zeitraum von 5 Jahren, wo 192 SMR-Prothesen mit Metal-back-Komponente eingesetzt wurden. In 6 von 192 Fällen mit Metal-back-Komponente war ein Revisionseingriff erforderlich, aber in keinem Fall war die Glenoidkomponente betroffen [3]. Bei der Untersuchung der Osteointegration der Metal-back-Glenoidkomponente des SMR-Systems an 20 aufeinanderfolgenden Patienten nach durchschnittlich 45 Monaten wurde keine Lockerung der Komponenten beobachtet, und es zeigte sich in 85 % der Fälle eine Osteointegration. Alle Komponenten wiesen eine Osteointegration um den zentralen Zapfen auf. Diese Ergebnisse bestätigen, dass mit der Metal-back-Glenoidkomponente des SMR-Systems bei anatomischen Schultertotalprothesen mittelfristig eine zuverlässige Osteointegration erreicht wird.

Die guten Ergebnisse mit der SMR-Metal-back-Glenoid-Basisplatte lassen sich zum einen durch die konvexe Form erklären [2]. Szabo et al. zeigten, dass 65 % der konvexen Basisplatten im Vergleich zu 26 % der flachen Basisplatten bei zementfreien Metal-back-Glenoiden in der postoperativen Kontrolle keine Röntgen-dichten Linien aufwiesen [10]. Anglin et al. zeigten in einer biomechanischen Untersuchung an zementierten PE Glenoiden 50 % weniger Dislokation bei den konvexen im Vergleich zu den flachen Glenoiden [11].

Zum anderen spielt der Mismatch von glenoidalem und humeralen Radius bei dem anatomischen PE-Liner eine Rolle. Nho et al. eruierten, dass fehlender Mismatch mit Konformität der artikulierenden Komponenten die Lockerungsrate erhöhen [12]. Walch et al. eruierten einen idealen Mismatch von 6–10 mm [13]. Young et al. konnten in einer Multicenter-Studie zeigen, dass es keine eindeutig belegte Auswirkung des glenohumeralen Mismatch auf die Entwicklung eines sekundären Rotatorenmanschettendefekts gibt [14].

Ein weiterer Faktor für die guten Ergebnisse der Standzeit des SMR-Metal-back-Glenoids ist der zentrale hohle Press-fit-Peg, der ein gutes knöchernes Einwachsen ermöglich. Die primäre Stabilität und ein gutes Anpressen wird durch 2 nicht winkelstabile 6,5 mm dicke Spongiosa-Schrauben erreicht [2], die eine optimale Primärstabilität garantieren und das Implantat suffizient an den Knochen anpressen. Die Position der Schrauben sollte leicht divergierend gewählt werden, sodass die craniale Schraube nach anterosuperior in die Coracoid-Basis und die caudale Schraube posteroinferior in die Margo lateralis der Skapula dirigiert wird (Abb. 6).

Die oben genannten Studien evaluierten Ergebnisse der Metal-back-Basisplatten mit einem anatomischen PE-Inlay. Die Ergebnisse können nur teilweise auf die inverse Situation übertragen werden. Bei der inversen Schulter-Prothese kommt es zu einer Verlagerung des Gelenkdrehzentrums nach medial und bei zuvor cranialisiertem Drehzentrum nach distal. Somit liegt das Gelenkdrehzentrum annähernd im Zentrum der Glenosphäre, welche auf die glenoidale Metal-back-Basisplatte aufgesetzt wird. Somit könnte man annehmen, dass die Belastung auf die Metal-back-Basisplatte im Vergleich zur anatomischen Situation reduziert ist, da die Belastung konzentrisch ist, da das Drehzentrum im Zentrum der Basisplatte und der Glenosphäre lokalisiert ist. Dass die Kinematik des Schultergelenks sich durch die inverse Situation insbesondere durch die inverse Metaphyse es Humerus komplett verändert, muss dabei jedoch berücksichtigt werden.

Die Analyse von Revisionen von anatomischen Schulter-TEPs zeigte Folgendes [1]: Die Reimplantation einer Glenoidkomponente ist nicht immer möglich. Sie hängt hauptsächlich von der Knochenqualität des Glenoids, einer vorliegenden glenohumeralen Instabilität, von Rupturen der Rotatorenmanschette und von einer Fehlverwachsung des Tuberculum majus ab. Als gangbare chirurgische Option zur Behandlung einer Lockerung des Glenoids infolge dieser schweren Komplikationen wurde die inverse Schulterarthroplastik vorgeschlagen. Der Humerusschaft musste in 92 % der Fälle für die Exposition des Glenoids und die Konversion entfernt werden. Der Humerus wurde in 14 % zur Entfernung des Stamms geöffnet. Während der Entfernung des Humerusschafts kam es in 11 % zu einer Humerusfraktur, die jeweils osteosynthetisiert werden musste. Während der Vorbereitung des Humerus bzw. der Implantation des Schafts kam es in 5 % zu einem Bruch der humeralen Kortikalis.

Das SMR-System, mit dem sich die Explantation des Humerusschafts und der glenoidalen Metal-back-Basisplatte im Rahmen einer Konversion in eine inverse Arthroplastik erübrigt, reduziert die Inzidenz dieser Komplikationen und erhöht das Potenzial für optimale Langzeitergebnisse. Die Ergebnisse einer aktuellen Studie zeigen, dass die Metal-back-Komponente erfolgreich für die Konversion einer anatomischen in eine inverse Schultertotalprothese eingesetzt werden konnte, um Patienten mit nachfolgender Schulterinstabilität oder Rotatorenmanschetten-Insuffizienz zu versorgen, ohne dass eine destruktive Entfernung gut sitzender Humerus- und metallischer Glenoidkomponenten erforderlich war.

Einfluss der Glenosphären-Größe auf glenohumerale
Beweglichkeit

Beim Vergleich der konzentrischen 36-mm-Glenosphäre und der konzentrischen 44-mm-Glenosphäre [4] zeigt sich eine mit 88° (± 1,3°) um 23° größere glenohumerale Beweglichkeit in der Skapulaebene bei der 44 mm Glenosphäre. Ein inferiores Impingement imponierte bei der 36 mm Glenosphäre bei 18° (± 1,0°) und bei der 44 mm Glenosphäre bei 7° (± 1,3°). Hieraus resultiert eine um 12° erhöhte Adduktion bei der 44 mm Glenoshäre. Ein superiores Impingement wurde bei der 36 mm Glenosphäre bei 83° (± 0,5°) und bei der 44 mm Glenosphäre bei 94° (± 0,5°) eruiert, was einer Erhöhung der Abduktion um 11° bei der 44 mm Glenosphäre entspricht.

Technische Details des
SMR-Systems

Materialien

Für die humeralen Komponenten (Schäfte, Spacer, Bodies und Adapter), die Metal-back-Glenoid-Basisplatte, die anatomischen humeralen Köpfe und für die 36 mm inversen Glenosphären wird Titan verwendet (Ti6Al4V). Dieses Material eignet sich auch für Patienten mit einer Nickel-Allergie. Chrom-Cobalt-Molybdän (CoCrMo) wird für die Humerusköpfe, die 36 mm Glenosphäre und die 40 mm und 44 mm Metaphysen-Liner verwendet. Hochvernetztes PE (UHMWPE) findet Verwendung in den 36 mm Metaphysen-Linern und dem zementierten Glenoid.

Die 36-mm-Liner und das PEG-Glenoid bestehen aus Cross-Linked-PE (X-UHMWPE). Für die 44-mm-Glenosphäre wird Cross-Linked-PE (X-UHMWPE) + Titan (Ti6Al4V) verwendet. Der inverse humerale Body ist mit HA (Hydroxylapatit , 40–70 µm) beschichtet, die Metal-back-Baseplate mit Titan + HA.

Als Primärschaft stehen 3 Versionen zur Verfügung:

  • Zementfreier Finnen-Schaft mit 3facher Konizität (4°–50 mm, 9°–20 mm, 4°–10 mm) und metaphysärer Verankerung (30 mm) bei einer Gesamtlänge von 80 mm. Dieser Schaft ist in 14–25 mm Durchmessern (in mm-Schritten) erhältlich.
  • Mini-Schaft mit einer Länge von 60 mm (Durchmesser: 11, 12, 13 mm)
  • Zementierter Schaft mit einer Gesamtlänge von 80 mm (Durchmesser: 12–20 mm).

Revisionsschäfte:

  • Zementfrei: 150 und 180 mm Länge (Durchmesser 13–16 mm, in mm-Schritten)
  • Zementiert: 150, 180, 210 mm Länge (Durchmesser 13, 15 mm)
  • Zementiert: 200, 240, 280 mm Länge (Durchmesser 7, 10 mm) modulare Spacer: 40, 60, 90, 120 mm Länge, Zwischenstück 40 mm Länge
  • Zementiert, Tumorrevisionsschaft: 50, 80 mm Länge (7, 10 mm Durchmesser)
    Spacer: 20, 30, 40, 50 mm Länge.

Humerale metaphysäre Bodies:

  • Anatomischer Body
  • Finnen-Trauma-Body in 3 Längen
  • Inverser Body (40 mm Länge)
  • Inverser Finnen-Trauma-Body
    (40 mm Länge)
  • Inverser Short-Body (30 mm Länge).

Anatomischer Kopf:

  • CoCrMo 40–54 mm (in mm-Schritten)
  • Ti6Al4V 42–54 mm (in mm-Schritten)
  • Neutraler Adapter in 0 mm und 3 mm Länge
  • Exzentrische Adapter mit 2, 4, 8 mm Exzentrizität 0 mm und 3 mm Länge
  • CTA-Kopf 42–54 mm (in 4 mm-Schritten).

Inverse Metaphysen-Liner (Abb. 4):

  • 36 mm UHMWPE-Liner mit 0, 3 und mm Höhe
  • 36 mm UHMWPE-Liner retentiv mit 0, 3 und 6 mm Höhe
  • 40 mm und 44 mm CoCrMo-Liner mit –2,5, 0, +2,5 mm Höhe
  • 40 mm und 44 mm CoCrMo-Liner lateralisiert in 2 Höhen
  • 44er Keramik-Liner
  • 9 mm Extensions-Adapter.
  • CTA-Kopf-Adapter.

Metal-back-Glenoid-Basisplatte (Abb. 2)

  • Verfügbar in 4 Größen: small R (28 mm), small (28 mm), standard (32 mm), large (36 mm)
  • Press-fit-Zapfen in 2 Längen: (12,2 mm, 15 mm)
  • Verankerung mit 2 (4 bei Large) nicht winkelstabilen 6,5 mm Schrauben (20–40 mm Länge, 5 mm-Schritte).

Glenosphären (Abb. 3):

  • 36 mm CoCrMo und Ti6Al4V, neutral und exzentrisch
  • 40 mm, 44 mm UHMWPE mit Ti6Al4V neutral, 44 mm mit kaudalem Überhang.

Korrespondenzadresse

OA Dr. med. Thilo Patzer

Schulterchirurgie, Arthroskopie,
Sportorthopädie

Universitätsklinikum Düsseldorf

Orthopädische Klinik

Moorenstraße 1–5, 40225 Düsseldorf

thilo.patzer@med.uni-duesseldorf.de

Literatur

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Fussnoten

Schulterchirurgie, Arthroskopie, Sportorthopädie, Orthopädische Klinik, Dir.: Univ.-Prof. Dr. R. Krauspe, Universitätsklinikum Düsseldorf

DOI 10.3238/oup.2013.0090–0094

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