Ankle joint arthrodesis with compressionscrews

Łukasz Niedźwiedzki,Tadeusz Niedźwiedzki, Tomasz Tytuła

Klinika Ortopedii i TraumatologiiNarządu Ruchu, Wydział Nauk

o Zdrowiu Collegium Medium UJKierownik Kliniki: prof. dr hab.

n. med. Tadeusz Niedźwiedzki

© J ORTHOP TRAUMA SURG REL RES 1 (34-35) 2014Original article/Artykuł oryginalny

SummaryThe aim of the study was to assess distant results of treating ankle joint degenerative changeswith low-invasive joint arthrodesis with screws compressing the joint ends.Material and methods. The material consisted of 24 patients - 13 women and 11 men - of theaverage age of 56.9. The observation period was on the average 9.1 years. The cause of dege-nerative lesions in 12 patients was an ankle fracture, in 3 - rheumatic arthritis, in 2 - a pilonfracture of the distal epiphysis of the tibial bone, a traumatic joint crush, chronic instability ofthe ankle joint, degenerative changes, and in 1 patient - degenerative changes occurring manyyears after a past gunshot wound of the ankle joint followed by inflammatory lesions. A surgicaltechnique was applied that did not disturb the relationship between the talus and the tibial boneand did not cause a downward dislocation of the lateral ankle. A compression fixation of thejoint was performed with 4 cancellous screws and allogeneic bone grafts.Results. In 19 patients, full radiological ankle joint arthrodesis was achieved. A good clinicalresult without pain complaints was obtained in 17 patients. 2 patients still complain of paindespite full joint arthrodesis. In 5 patients, there was no bone fusion at the site of arthrodesis.In 3 of them it was caused by talar necrosis, in 1 - a past infection, in 1 - destabilization ofthe fixation.Conclusions. Ankle joint arthrodesis is a good solution in advanced degenerative lesions ofthe joint. It relieves pain and only slightly reduces gait efficiency. Talar necrosis and desta-bilization of the fixation may be the causes of fusion failure after ankle joint fixation.Key words: arthrodesis, ankle joint, compression screws

StreszczenieCelem pracy by³a ocena odleg³ych wyników leczenia zmian zwyrodnieniowych stawu skoko-wo-piszczelowego metod¹ ma³oinwazyjnej artrodezy tego stawu za pomoc¹ œrub z kompresj¹koñców stawowych.Materia³ i metody. Materia³ obejmuje 24 chorych 13 kobiet i 11 mê¿czyzn o œrednim wieku56,9 lat. Czas obserwacji wynosi³ œrednio 9,1 lat. Przyczyn¹ zmian zwyrodnieniowych u 12chorych by³o z³amanie kostek, u 3 goœciec stawowy, u 2 z³amanie dalszej nasady piszczeli typu„pilon”, urazowe zmia¿d¿enia stawu, przewlek³a niestabilnoœæ stawu skokowego, zmiany zwy-rodnieniowe, oraz u 1 chorego zmiany zwyrodnieniowe po przebytym przed laty postrzale tegostawu i zmianach zapalnych. Zastosowano technikê operacyjn¹, która nie zaburza³a stosunkukoœæ skokowa piszczel i nie powodowa³a przemieszczenia kostki bocznej ku do³owi. Wyko-nywano kompresyjne zespolenie stawu u¿ywaj¹c 4 œrub g¹bczastych oraz przeszczepów kost-nych allogennych.Wyniki. U 19 chorych uzyskano radiologicznie pe³n¹ artrodezê stawu skokowego. Dobry wy-nik kliniczny bez dolegliwoœci bólowych uzyska³o 17 chorych. U 2 chorych mimo pe³nej ar-trodezy stawu utrzymuj¹ siê dolegliwoœci bólowe. U 5-ciu chorych stwierdzono brak zrostuw miejscu artrodezy. U trzech z nich przyczyn¹ by³a martwica koœci skokowej u 1 przebytainfekcja i u 1 destabilizacja zespolenia.Wnioski. Artrodeza stawu skokowego jest dobrym rozwi¹zaniem w zaawansowanych zmianachzwyrodnieniowych tego stawu. Znosi dolegliwoœci bólowe i tylko nieznacznie zmniejsza wy-dolnoœæ chodu. Martwica koœci skokowej i destabilizacja zespolenia s¹ przyczyn¹ niepowo-dzeñ zrostu po usztywnienia stawu skokowego.S³owa kluczowe: artrodeza, staw skokowo-piszczelowy, œruby kompresyjne

Received: 07.06.2013Accepted: 30.07.2013Published: 15.03.2014

Address for correspondence/Adres do korespondencji:

Szpital Specjalistycznyim. L. Rydygiera

Klinika Ortopedii i TraumatologiiNarządu Ruchu

os. Złotej Jesieni 1, 31-826 Krakówtel. 12 64 68 000, fax 12 64 68 930

e-mail: rydygier@rydygierkrakow.pl

References Piśmiennictwo

Figures Ryciny

Tables Tabele

Word count Liczba słów

STATISTIC STATYSTYKA

1718/1403

0

3

40

Artrodeza stawu skokowo-piszczelowegośrubami kompresyjnymi

28

THE JOURNAL OF ORTHOPAEDICS TRAUMA SURGERYAND RELATED RESEARCH

£. NIEDZWIEDZKI, T. NIEDZWIEDZKI, T. TYTU£A` `

WSTĘPZmiany zwyrodnieniowe stawu skokowego nie s¹ czêste,równie¿ u ludzi w podesz³ym wieku (1). Wystêpuj¹ onezdecydowanie rzadziej ni¿ zmiany zwyrodnieniowe sta-wu kolanowego, czy biodrowego, st¹d te¿ usztywnieniatego stawu s¹ wykonywane 24 razy rzadziej ni¿ protezystawu kolanowego (2). Pomimo, ¿e jest to najbardziejzwarty staw, który przenos i najwiêcej obci¹¿eñ na 1 cm²ni¿ inne stawy, to objawy kliniczne zmian zwyrodnienio-wych tego stawu wystêpuj¹ 9 razy rzadziej ni¿ stawubiodrowego, czy kolanowego (1,3) Wynika to z budowystawu jak i jego chrz¹stki stawowej. Chrz¹stka stawowastawu skokowego ma równie¿ odmienn¹ w³aœciwoœæbior¹c pod uwagê jej gruboœæ, w³aœciwoœci mechanicznei metabolizm (1,2,4,5,6,7,8,9,10).Ten indywidualny cha-rakter chrz¹stki stawu skokowego mo¿e chroniæ stawprzed zmianami zwyrodnieniowymi (4).

Staw skokowy posiada najcieñsz¹ chrz¹stkê stawow¹,lecz posiada ona wiêkszy modu³ sprê¿ystoœci (9). Oka-za³o siê, ¿e im cieñsza chrz¹stka, tym zborniejszy stawi lepsza kompensacja obci¹¿eñ (11). Staw skokowy masztywniejsz¹ chrz¹stkê, zaœ jej macierz jest bardziej jed-nolita ni¿ w stawie biodrowym, czy kolanowym, co dajelepsz¹ kompensacjê obci¹¿eñ (8,10). Równie¿ podchrzêst-na warstwa koœci w zwyrodnieniowym stawie skokowymnie wykazuje wzrostu gêstoœci jak w innych stawach, cosugeruje, ¿e podchrzêstna warstwa koœci w stawie sko-kowym jest mniej wra¿liwa na nastêpstwa obci¹¿ania(12). G³ówn¹ przyczyn¹ zmian zwyrodnieniowch w sta-wie skokowym s¹ urazy i niestabilnoœæ, rzadziej inneschorzenia (13) . Z³amania kostek, z³amania typu „pilon”,z³amania koœci skokowej (17), s¹ g³ównymi przyczyna-mi zmian zwyrodnieniowych tego stawu. Wysoki odse-tek zmian zwyrodnieniowych wystêpuje przy z³amaniutylnego brzegu piszczeli, niezale¿nie od jego wielkoœci(14) Przewlek³a niestabilnoœæ bocznych wiêzade³ mo¿eprowadziæ do zmian zwyrodnieniowych zw³aszcza postronie przyœrodkowej stawu (15,16).

Pomimo ró¿nych metod leczenia zmian zwyrodnienio-wych stawu skokowego zarówno zachowawczych jakioperacyjnych z atroplastyk¹ w³¹cznie, usztywnienie sta-wu skokowego jest jedn¹ ze skutecznych metod leczenia,która znosi dolegliwoœci bólowe oraz zapewnia dobrepodparcie przy przenoszeniu obci¹¿eñ. G³ównym celemoperacji jest jednak zniesienie bólu w stawie skokowym.

CEL PRACYCelem pracy jest ocena odleg³ych wyników leczeniazmian zwyrodnieniowych stawu skokowo-piszczelowegometod¹ ma³oinwazyjnego usztywnienia tego stawu zapomoc¹ œrub.

MATERIAŁ I METODYW Klinice Ortopedii i Traumatologii Narz¹du RuchuWydzia³u Nauk o Zdrowiu Collegium Medium Uniwer-sytetu Jagieloñskiego w Krakowie metod¹ artrodezy sta-wu skokowego leczono 24 chorych. Œredni ich wiek

INTRODUCTIONDegenerative changes of the ankle joint are not frequent,even in elderly patients (1). They are definitely rarer thandegenerative lesions of the knee or hip joint, thereforeankle joint arthrodesis is performed 24 times less frequ-ently than knee joint prosthesis (2). Even though the anklejoint is the most compact joint, carrying more load on 1cm2 than other joints, the clinical symptoms of its dege-nerative changes occur 9 times less frequently than in thehip or knee joints (1,3). This is a result of its structureas well as its articular cartilage. The ankle joint cartilagediffers in its thickness, mechanical properties and meta-bolism (1,2,4,5,6,7,8,9,10). Its individual character mayprotect the ankle joint from degenerative changes (4).

The ankle joint has the thinnest articular cartilage butwith a higher modulus of elasticity (9). It was discove-red that the thinner the cartilage, the more congruent thejoint and the better its load compensation (11). The anklejoint cartilage is more rigid and its matrix is more ho-mogeneous than in the hip or knee joint, which resultsin better load compensation (8,10). Also, the subcartila-ginous bone layer in a degenerated ankle joint does notdisplay increased density as it does in other joints, whichsuggests that the subcartilaginous bone layer in the an-kle joint is less sensitive to the consequences of loading(12). The main causes of ankle joint degenerative chan-ges are injuries and instability, other diseases being lessfrequent (13). Ankle fractures, pilon fractures, talar frac-tures (17) are the main causes of ankle joint degenera-tive lesions. A high percentage of degenerative changesoccur after fractures of the posterior tibial edge, irrespec-tive of its size (14). Chronic instability of lateral liga-ments may lead to degenerative changes, especially onthe medial side of the joint (15,16).

Despite the wide range of treatment methods of an-kle joint degenerative changes, both preservative and sur-gical, including arthroplasty, ankle joint arthrodesis is stillone of effective methods, relieving pain and providinggood support in load carrying. The main aim of theoperation, however, is ankle joint pain relief.

AIM OF THE WORKThe aim of the study was to assess distant results oftreating ankle joint degenerative changes with low-inva-sive joint arthrodesis with screws.

MATERIAL AND METHODS24 patients were treated with ankle joint arthrodesis atthe Clinic of Orthopaedics and Traumatology of theLocomotor System of the Faculty of Health Sciences ofthe Collegium Medicum at the Jagiellonian University inCracow (Poland). The patients’ average age was 56.9(from 32 to 77). The group consisted of 13 women and11 men. The right ankle joint was treated in 14 patients,the left joint - in 10 patients.

29Ankle joint arthrodesis with compression screws

1 (34-35) 2014

wynosi³ 56,9 (od 32 do77 lat). W grupie tej by³o13 kobieti 11 mê¿czyzn. Staw skokowy prawy operowano u 14,lewy u 10 chorych.

Czas obserwacji wynosi³ œrednio 9,1 lat (od 2 do 14lat). Przyczyn¹ zmian zwyrodnieniowych u 12 chorychby³o z³amanie kostek, u 3 goœciec stawowy, u 2 z³amanietypu Pilon, urazowe zmia¿d¿enie stawu, niestabilnoœæstawu skokowego, zmiany zwyrodnieniowe i u 1 choregozmiany zwyrodnieniowe po przebytym postrzale stawu.

Metoda leczenia. Artrodezê stawu skokowego wyko-nywano z ma³ych ciêæ przy pomocy œrub z kompresj¹powierzchni stawowych. Z ma³ego ciêcia nad stawemskokowym z przodu otwierano staw skokowo-piszczelo-wy. W koœci skokowej i piszczeli w okolicy kostki przy-œrodkowej i bocznej wiert³em o œrednicy 18 mm wywier-cano kana³y (ryc. 1), a nastêpnie po ustawieniu stawuw neutralnej pozycji zgiêcia grzbietowego i podeszwo-wego, rotacji zewnêtrznej nie przekraczaj¹cej 5-10°oraznieznacznej koœlawoœci piêty zespalano staw skokowo-piszczelowy przy pomocy 3-4 œrub wprowadzonychz piszczeli ze strony tylno-przyœrodkowej ponad kostk¹przyœrodkow¹ do szyjki koœci skokowej, drug¹ œrubêwprowadzano do koœci skokowej z piszczeli od stronybocznej, trzeci¹ mocowano kostkê boczn¹ do piszczeli .Niekiedy wzmacniano zespolenie 4 œrub¹ wprowadzan¹z tylnej czêœci piszczeli do koœci skokowej. Œruby wpro-wadzano z ma³ych ciêæ skórnych na podudziu pod kon-trol¹ ramienia C. Wywiercone kana³y po korekcyjnymustawieniu stawu wype³niano przeszczepami kostnymiallogenicznymi (ryc. 2) i wykonywano kompresjê po-wierzchni stawowych poprzez dokrêcenie œrub. U chorych

Fig. 1. A diagram of the sites of bores filled with bone graftsRyc. 1. schemat miejsca nawiercenia otworów które wypełnianesą przeszczepami kostnymi

Fig. 2. A radiogram of an ankle joint showing the site of screwintroductionRyc. 2. Zdjęcie rentgenowskie stawu skokowego lustrujące miejscewprowadzenia śrub

The average observation period was 9.1 years (from2 to 14 years). The cause of degenerative changes in 12patients was an ankle fracture, in 3 - rheumatic arthritis,in 2 - a pilon fracture, a traumatic joint crush, chronicinstability of the ankle joint, degenerative changes, andin 1 patient - degenerative changes after a past gunshotwound of the ankle.

The method of treatment. The ankle joint arthro-desis was performed through small incisions with screwscompressing the articular surfaces. The ankle joint wasopened through a small incision in the front, above thejoint. Channels were drilled in the talus and the tibialbone in the area of the medial and lateral ankle witha drill bit of 18 mm in diameter (Fig.1), and then, afterthe joint had been placed in a neutral position of dorsaland plantar flexion, external rotation not exceeding5-10° and slight heel valgity, the joint was fixed with3-4 screws introduced from the posteromedial side ofthe tibial bone over the medial ankle into the talar neck;the second screw was introduced into the talus from thelateral side of the tibial bone, and with the third screwthe medial ankle was attached to the tibial bone. In somecases the fixation was strengthened with the fourthscrew introduced from the posterior side of the tibialbone into the talus. The screws were introduced thro-ugh small skin incisions on the shank under a C-armcontrol. The drilled channels after corrective joint fixa-tion were filled with allogeneic bone grafts (Fig.2) andcompression of articular surfaces was achieved by tigh-tening the screws. In patients with osteoporotic bones,screws with washers were used. The procedure was

30

THE JOURNAL OF ORTHOPAEDICS TRAUMA SURGERYAND RELATED RESEARCH

£. NIEDZWIEDZKI, T. NIEDZWIEDZKI, T. TYTU£A` `

z osteoporotycznymi koœæmi wprowadzano œruby z pod-k³adkami. Zabieg ten wykonywano u chorych z prawid³o-wym klinicznie i radiologicznie stawem podskokowym.

WYNIKIU 19 chorych (79,17%) uzyskano pe³n¹ artrodezê stawuskokowo-piszczelowego, przy czym dobry wynik klinicz-ny uzyskano u 17 (70,83%) chorych (ryc. 3a i 3b)

Chorzy Ci chodz¹ bez dolegliwoœci bólowych. U 2 cho-rych utrzymuj¹ siê dolegliwoœci bólowe mimo pe³nejartrodezy. U 1 z nich bóle dotycz¹ ca³ej stopy, a radio-logicznie widoczne s¹ zmiany po zejœciu choroby Sudec-ka, u drugiego bóle zlokalizowane s¹ pod kostk¹ boczn¹,a radiologicznie brak artrodezy skokowo-strza³owej.Z powodu braku zrostu i dolegliwoœci bólowych repero-wano 7 chorych (29,16%), u których wykonano reartro-dezê stawu. U 5-ciu chorych (20,83%) z dolegliwoœcia-mi bólowymi stwierdzono brak pe³nej artrodezy stawuskokowego. U 2 chorych wyst¹pi³y zmiany zwyrodnie-niowe stawu podskokowego. Chorzy Ci zostali zakwali-fikowaniu do artrodezy z u¿yciem gwoŸdzia œródszpiko-wego. U trzech chorych brak artrodezy by³ spowodowa-ny martwic¹ koœci skokowej, zw³óknieniem stawów sto-py po przebytym przed 58 laty postrza³em stopy i prze-wlek³¹ infekcj¹, destabilizacj¹ œrub.

DYSKUSJAStaw skokowy jest bardzo oporny na powstawanie zmianzwyrodnieniowych, dlatego pierwotne zmiany zwyrodnie-niowe wystêpuj¹ bardzo rzadko, dominuj¹ natomiastzmiany zwyrodnieniowe pourazowe (18).

Artrodeza stawu skokowego mimo nowoczesnychmetod leczenia z artroplastyk¹ w³¹cznie jest wci¹¿ uwa-¿ana przez wielu autorów (19,20,21,22,23) za standardo-we leczenie zaawansowanych zmian zwyrodnieniowych

Fig. 3. (a) A radiogram of anankle joint in the a-p position,showing full ankle joint arth-rodesis after the screws havebeen removed. (b) A radiogramof the same patient’s ankle jo-int in the lateral position. Fullankle joint arthrodesis is visi-bleRyc. 3. (a) zdjęcie rentgenow-skie stawu skokowego w pozy-cji a-p wykazujące pełną artro-dezę stawu skokowego po usu-nięciu śrub; (b) zdjęcie rent-genowskie stawu skokowegotego samego chorego w pozy-cji bocznej. Widoczna pełna ar-trodeza stawu skokowo-piszcze-lowego

a b

performed in patients with clinically and radiologicallynormal subtalar joints.

RESULTSIn 19 patients (79.17%) full ankle joint arthrodesis wasachieved, with a good clinical result reported in 17(70.83%) patients (Fig. 3a and 3b).

The patients can walk without pain. 2 patients stillcomplain of pain in spite of full arthrodesis. In 1 of themthe pain affects the whole foot, with radiologically visi-ble changes after the regression of Sudeck’s disease, whilein the other patient the pain is located under the lateralankle, and talofibular arthrodesis is absent in radiologi-cal image. Due to the pain complaints and the lack offusion, 7 patients were reoperated on (29.16%) with anklejoint rearthrodesis. In 5 patients (20.83%) with paincomplaints full ankle joint arthrodesis had not beenachieved. In 2 patients degenerative changes of the sub-talar joint occurred. Those patients were qualified forarthrodesis with an intramedullary nail. In 3 patients thelack of arthrodesis was caused by talar necrosis, jointfibrosis after a gunshot wound of 58 years before,a chronic infection, screw destabilization.

DISCUSSIONThe ankle joint is highly resistant to degenerative chan-ges, that is why its primary degenerative changes are veryrare and posttraumatic degenerative changes dominate(18).

Despite modern treatment methods including arthro-platy, arthrodesis is still considered by many authors(19,20,21,22,23) to be the standard treatment of advan-ced degenerative changes of the ankle joint. Since 1879,when ankle joint arthrodesis was first described by Al-bert, over 30 different surgical techniques of this proce-

31Ankle joint arthrodesis with compression screws

1 (34-35) 2014

stawu skokowo-piszczelowego. Od pierwszego opisuartrodezy tego stawu przez Alberta w 1879 roku, opisa-no ponad 30 ró¿nych technik operacyjnych tej artrodezy(24). Dziœ najczêstsz¹ przyczyn¹ kwalifikuj¹c¹ do tej ar-trodezy s¹ pourazowe zmiany zwyrodnieniowe. W przed-stawianym materiale zmiany pourazowe wynosi³y ponad79%, wœród których 50% po z³amaniu kostek. Potwier-dza to wiêkszoœæ cytowanych autorów (21,24,25,26,27,28). Lindsjo na du¿ym materiale podaje 14% poura-zowych zmiany zwyrodnieniowych i 33% po z³amaniachkostek typu C. Po z³amaniach koœci skokowej czêstoœæich wystêpowania znacznie wzrasta. (2,17). Poœród tech-nik usztywnienia stawu skokowego wymieniane s¹ sta-bilizatory zewnêtrzne (29,30), zespolenia wewnêtrzneprzy pomocy œrub (26,31,32,33), zespolenia œródszpiko-we (34).

Dobre wyniki po usztywnieniu stawu skokowego przypomocy œrub s¹ zadawalaj¹ce i mieszcz¹ siê w granicachod 70-93% (33). Badania biomechaniczne wykaza³y, ¿ewewnêtrzne zespolenie œrubami skrzy¿owanymi dajelepsz¹ stabilizacjê ni¿ œrubami wprowadzonymi równo-legle i jest lepsza ni¿ zespolenie p³yt¹ i stabilizacj¹ ze-wnêtrzn¹ (35). Wprowadzenie dodatkowych œrub zwiêk-sza tylko stabilizacjê zespolenia. Lepsze wyniki uzyska-no u¿ywaj¹c techniki artroskopowej. Gluck i wspó³pra-cownicy pos³uguj¹c siê t¹ technik¹ uzyskali w 97% pe³n¹atrodezê w ci¹gu 9 tygodni. 86% ich pacjentów mia³odobry i bardzo dobry wynik kliniczny W przedstawionymmateriale pe³n¹ artrodezê stawu skokowego uzyskano79%, ale dobry wynik kliniczny uzyskano tylko u oko³o71% chorych, którzy nie odczuwaj¹ dolegliwoœci bólo-wych przy chodzeniu. U dwóch chorych pomimo pe³nejartrodezy stawu skokowego utrzymuj¹ siê dolegliwoœcibólowe. U jednego z nich bóle dotycz¹ ca³ej stopy pozejœciu choroby Sudecka, u drugiego chorego zlokalizo-wane s¹ pod kostk¹ boczn¹. Pomimo udoskonalania tech-nik operacyjnych iloœæ niepowodzeñ leczenia jest doœæznaczny siêgaj¹cy od kilkunastu procent nawet do 56%(26, 36,37). Wœród niepowodzeñ przewa¿aj¹ utrzymuj¹-ce siê dolegliwoœci bólowe oraz brak zrostu w miejscuusztywnienia stawu. Najczêœciej dolegliwoœci bólowechorzy lokalizuj¹ poni¿ej kostki bocznej. Przyczyna ichspowodowana jest kolizj¹ kostki bocznej z koœci¹ sko-kow¹, a niekiedy równie¿ z koœci¹ piêtow¹. Podczaszabiegu operacyjnego z dojœcia przedniego po zdjêciuresztek chrz¹stki oraz warstwy podchrzêstnej z koœciskokowej i piszczeli, oraz wykonaniu zespolenia kompre-syjnego stawu dochodzi do zaburzenia stosunku pomiê-dzy koœci¹ skokow¹ a kostk¹ boczn¹ z przemieszczeniemkostki bocznej ku do³owi. Przemieszczenie to powodujekolizjê kostki bocznej z koœci¹ skokow¹ a nieraz i piê-tow¹ i jest przyczyn¹ dolegliwoœci bólowych. St¹d te¿jedn¹ z opisywanych technik jest resekcja kostki bocz-nej powy¿ej stawu skokowego, dojœcie do stawu poprzezkostkê boczn¹ (38), czy zespolenie kostki bocznejz koœci¹ skokow¹ za pomoc¹ œruby. Podana powy¿ej tech-nika operacyjna nie zaburza stosunku koœci skokowejz koœci¹ piszczelow¹, nie daje przemieszczenia kostki

dure have been presented (24). Nowadays, the most fre-quent reason for qualifying patients for ankle joint arth-rodesis is a posttraumatic degenerative lesion. In thepresent material, posttraumatic changes constituted over79% of cases, of which 50% developed after ankle frac-tures. This is confirmed by the majority of authors qu-oted in this study (21,24,25,26,27,28). Lindsjo reports ina large material 14% of posttraumatic degenerative chan-ges and 33% of changes following ankle fractures of typeC. Their rate increased greatly after talar fractures (2,17).The techniques of ankle joint fixation include externalstabilizers (29,30), internal fixation with screws(26,31,32,33), intramedullary fixation (34).

The rate of good results after ankle joint fixation withscrews is satisfactory and ranges from 70% to 93% (33).Biomechanical tests indicated that internal fixation withcrossed screws created better stability than with parallelscrews and was better than fixation with a plate andexternal stabilization (35). Introduction of additionalscrews only increases stability of the fixation. Betterresults were obtained with the arthroscopic technique.With this method, Gluck et al. achieved full arthrodesisin 97% within 9 weeks. 86% of their patients had goodand very good clinical results. In the present material, fullankle joint arthrodesis was achieved in 79%, but a goodclinical result was obtained only in ca. 71% of patientswho do not suffer from pain while walking. In two pa-tients, in spite of full ankle joint arthrodesis, the paincomplaints have remained. In one of them the pain af-fects the whole foot after the regression of Sudeck’sdisease, while in the other patient the pain is located underthe lateral ankle. Despite the improvement of surgicaltechniques, the rate of treatment failures is quite signi-ficant, ranging from over a dozen percent even to 56%(26,36,37). The prevailing type of failure is persistingpain and the lack of fusion at the site of joint fixation.The pain is most frequently located by the patients un-der the lateral ankle. It is caused by the lateral anklecolliding with the talus, and sometimes also with thecalcaneal bone. During the surgical procedure from ananterior approach, after the removal of the remains of thecartilage and the subcartilaginous layer from the talus andthe tibial bone and after the compressing fixation of thejoint, the relationship between the talus and the lateralankle is disturbed, with a downward displacement of thelateral ankle. The displacement causes a collision betweenthe lateral ankle and the talus or even with the calcanealbone, which results in pain complaints. That is why oneof the described techniques involves lateral ankle resec-tion above the ankle joint, approaching the joint throughthe lateral ankle (38), or fixation of the lateral ankle withthe talus by means of a screw. The surgical techniquedescribed above does not disturb the relationship betwe-en the talus and the tibial bone, does not cause thedownward displacement of the lateral ankle, and thearthrodesis occurs between the tibial bone and the talus,the tibial bone and the lateral ankle, the talus and thelateral ankle. The cause of pain lies also in degenerative

32

THE JOURNAL OF ORTHOPAEDICS TRAUMA SURGERYAND RELATED RESEARCH

£. NIEDZWIEDZKI, T. NIEDZWIEDZKI, T. TYTU£A` `

bocznej ku do³owi, a dokonana artrodeza wystêpujepomiêdzy piszczel¹, koœci¹ skokow¹, piszczel¹ i kostk¹boczn¹ oraz koœci¹ skokow¹ kostk¹ boczn¹. Przyczyn¹dolegliwoœci bólowych s¹ równie¿ zmiany zwyrodnienio-we stawu podskokowego, które postêpuj¹ w miarê up³y-wu czasu (24,39) i s¹ rekompensat¹ utraconych ruchóww stawie skokowym. Zmiany zwyrodnieniowe w stawiepodskokowym w czasie obserwacji wyst¹pi³y u 2 naszychchorych. Dolegliwoœci te nie s¹ zlokalizowane i wystê-puj¹ na ogó³ wokó³ stawu skokowego. Inn¹ przyczyn¹niepowodzeñ jest brak zrostu w miejscu artrodezy .Wed³ug cytowanych autorów w wiêkszoœci ich przyczyn¹jest martwica koœci skokowej. Wykazano, ¿e po z³ama-niu koœci skokowej martwica tej koœci wynosi od 47-97%( 2,17). Jest ona przyczyn¹ nie tylko zmian zwyrodnie-niowych stawu skokowego, lecz równie¿ g³ówn¹ przy-czyn¹ braku zrostu co potwierdzaj¹ równie¿ nasze obser-wacje, gdzie w 60% przyczyn¹ tych niepowodzeñ by³amartwica koœci skokowej, a w pozosta³ych 2 przypadkachdestabilizacja zespolenia i przebyta infekcja.

Pomimo tych niepowodzeñ przewa¿a wysoki poziomzadowolenia wynosz¹cy w a¿ 71%. Chorzy Ci funkcjo-nuj¹ doœæ dobrze, bo jak wykaza³y badania Mazurai Thomasa wydolnoœæ chodu po usztywnieniu stawu sko-kowego jest mniejsza o 10%, a wydatek energetycznyzwiêkszony tylko o 3% (21,40).

WNIOSKI1. Artrodeza stawu skokowego jest dobrym rozwi¹zaniem

zaawansowanych zmian tego stawu. Znosi dolegliwo-œci bólowe i tylko nieznacznie zmniejsza wydolnoœæchodu

2. Martwica koœci skokowej i destabilizacja zespolenias¹ przyczyn¹ niepowodzeñ zrostu po usztywnienia sta-wu skokowego.

References/Piśmiennictwo:

1. Huch K., Kuettner K.E., Dieppe P.: Osteoarthritis in ankle andknee joint. Semin Arthritis Rheum1997;26(4):667-674

2. Thomas R.H., Daniels T.R.: Ankle Arthritis J Bone Joint Surg2003;85A: 923-936

3. Cushnaghan ., Dieppe P.: Study of 500 patients with limb jointosteoarthritis. I.Analysis by age, sex and distribution of symp-tomatic joint sites. Ann Rheum Dis 1991;50:8-13

4. Troppo S., Koepp H., Quan E.C., Cole A.A., Kuettner K.E.,Grodzinsky A.J.:Comparison of biomechanical and biochemicalproperties of cartilage from human knee and ankle pairs JOrthop Res 2000;18:739-748

5. Chubiñskaya S.S., et al. Chondrocyte matrix metalloproteina-se-8 : up-regulation of neutrophil collagenase by interleukin-1 inhuman cartilage from knee and ankle joints Lab. Invest.1996;74(1):232-240

6. Adam C., Eckstein F., Milz S., Putz R.: The distribution ofcartilage thickness within the joints of the lower limb of elder-ly indyviduals J Anat.1998;193(2):203-214

7. Kimizuka M., Kurosawa H., Fukubayashi T.: Load-bearingpattern of the ankle joint: contact area and pressure distribu-tion Arch Ortho Trauma Surg 1980;96:45-49

8. Anthanasiou K.A., Niederauer G.G., Schenck R.C. Jr.: Biome-chanical topography of human ankle cartilage Ann Biomed Eng1995;23:697-704

9. Shepherd D.E.,Seedhom BB: Thickness of human articularcartrlage in joints of the lower limb. Ann Rheum Dis 1999;58(1):27-34

10. Swann A.C., Seedhom B.B.: The stiffness of normal articularcartilage and the predominant acting stress level: implicationsfor the aetilogy of osteoarthrosis Br J Rheumatol 1993;32:16-25

11. Simon S.R.: Quantyfication of human motion: gait analysis –benefits and limitation to its application to clinical problemsJ Bimech 2004;37:1869-1880

12. Muehleman C.,Bareither D., Huch K.Cole A.A., Kuettner K.E.:Prevalence of degenerative morphological changes in the jointsof the lower extremity. Osteoarthritis Cartilage 1997;5:23-37

changes of the subtalar joint, progressing with the pas-sage of time and compensating for the lost mobility inthe ankle joint. Degenerative changes in the subtalar jointoccured within the observation period in 2 of our patients.The complaints are not localized and usually occur aro-und the ankle joint. Another cause of failures is the lackof fusion at the site of arthrodesis. According to theauthors quoted, in most cases this is due to talar necro-sis. It was revealed that after talar fractures necrosis ofthe talar bone occured in 47-97% of cases (2,17). Notonly does it cause degenerative changes of the ankle joint,but also prevents the fusion, which has been confirmedby our observations, where the failures were caused in60% by talar necrosis, while in the remaining 2 cases thefailure was due to destabilization of the fixation and toa past infection.

Despite the failures, the level of satisfaction preva-ils, being as high as 71%. The patients function quite wellbecause, as Mazur and Thomas demonstrated in theirstudies, the gait efficiency after ankle joint arthrodesis isreduced by 10%, and the energy expenditure increases bymere 3% (21,40).

CONCLUSIONS1. Ankle joint arthrodesis is a good solution in advan-

ced changes of the joint. It relieves pain and only sli-ghtly lowers gait efficiency.

2. Talar necrosis and destabilized fixation are causes offusion failures after ankle joint arthrodesis.

33Ankle joint arthrodesis with compression screws

1 (34-35) 2014

13. Thompson R.C. Jr, Oegema T.R.Jr, Levis J.L., Wallach L.:Osteoarthrotic changes after acute transarticular load. An ani-mal model J Bone Joint Surg 1991;73-A:990-1001

14. Macko V.W., Mattews L.S., Zwirkowski P., Goldstein S.A.: Thejoint-contact area of the ankle. The contribution of the poste-rior malleolusJBoneJoint Surg 1991;73A:347-351

15. Harrington K.D.: Degenerative arthritis of the ankle seconda-ry to long-standing lateral ligament instability J Bone Joint Surg1979;61A:354-361

16. Lindsjo U.: Operative treatment of ankle fracture-dislocations.A following-up study of 306/321 consecutive casus. Clin Orthop1985;199:28-38

17. Daniels T.R., Smith J.W.: Talar neck fracture Foot Ankle1993;14:225-234

18. Valderrabano V., Horisberger M., Russell I., Dougall H., Hiner-mann B.: Etiology of ankle osteoarthritis. Clin Orthop Relat Res2009;467:180-1806.

19. Boobbyer G.N.: The long-term results of ankle arthrodesis ActaOrthop. Scand 1981;52:107-110

20. Lynch A. F.,Bourne R.B., Rorabeck C.H.: The long-term resultsof ankle arthrodesis J Bone Joint Surg1988;70B:113-116

21. Mazur J.M., Schwartz E., Simon S.R.: Ankle arthrodesis: long-term follow up with gait analysis J Bone Joint Surg1979;61A:964-975

22. Morgan C.D., Henke J.A., Bailey R.W., Kaufer H.: Long-termresults of tibiotalar arthrodesis J Bone Joint Surg1985;67A:546-550

23. Cheng J.C., Ferkel R. D.: The role of arthroscopy in ankle andsubtalar degenerative joint disease Clin. Orthop 1998;349:65-72

24. Coester L.M., Saltzman C.L., Leupold J., Pontarelli W.:Long-term results following ankle arthrodesis for post-traumatic ar-thritis J BoneJoint Surg 2001;83A:219-228

25. Marsh J.L., Rattay R.E., Dulaney T.:Results of ankle arthrode-sis for treatment of supramalleolar nonunion and ankle arth-rosis Foot AnkleInt 1997;18(3):138-143

26. Smith R., Wood P.L.R.: Arthrodesis of ankle in the presence oflarge deformity in the coronal plane J Bone Joint Surg2007;89B:615-619

27. Sheridan B., Robinson D., Hubble M., Winson I.: Ankle arth-rodesis and its relation-ship to ipsilateral hind- and mid-footarthritis J Bone Joint Surg 2006;88B:206-207

28. Buchner M., Sabo D.: Ankle fusion attributable to posttrauma-tic arthrosis: a long term follow up of 48 patients Clin Orthop2003;406:155-164

29. Colgrove R.C., Bruffey J.D.: Ankle arthrodesis: combined in-ternal-external fixation Foot Ankle Int 2001;22(2):92-97

30. Thordarson D.B., Markolf K.L., Cracchiolo A III.: Externalfixation in arthrodesis of the ankle: A Biomechanical studycomparing a unilateral frame with a modified transfixion fra-me J Bone Joint Surg 1994;76A:1541-1544

31. Pfahler M., Krödel A., Tritschler A., Zenta S.: Role of internaland external fixation in ankle fusion Arch Orthop Trauma Sur1996;115:146-148

32. Chen Y.J., Huang T.J., Shih H.N., Hsu K.Y., Hsu R.W.W.: Anklearthrodesis with cross-screw fixation: good results in 36/40cases followed 3-7 years

33. Holt E.S., Hansen S.T., Mayo K.A., Sangeorzan B.J.: Anklearthrodesis using internal screw fixation Clin Orthop1991;268:21-28

34. Glick J.M., Morgan C.D., Myerson M.S., Sampson T.G., MannJ.A.: Ankle arthrodesis using an arthroscopic method: Long-termfollow-up of 34 cases Arthroscopy 1996;12(4):428-434

35. Friedman R.L., Glisson R.R., Nunley J.A.: Foot Ankle Int1994;15:301-305

36. Frey C., Halikus N.M., Vu-Rose T., Abramzadeh E.: A reviewof ankle arthrodesis: Predisposing factors to nonunion FootAnkle Int 1994;15:581-584

37. Abidi N.A., Gruen G.S., Conti S.F.: Ankle arthrodesis: Indica-tions and techniques J Am Acad Orthop Surg 2000;8:200-209

38. Adams J.C.:Arthrodesis of the ankle joint: experiences with thetranfibular approach J Bone Joint Surg 1948;30B:506-511

39. Takakura Y., Tanaka Y., Sugimoto K., Akiyama K., Tamai S.:Long-term results of arthrodesis for osteoarthritis of the ankle.Clin Orthop. 1999;361:178-185.

40. Thomas R., Daniels T., Parker K.: Gait analysis and functionaloutcomes of isolates ankle arthrodesis. J Bone Joint Surg2006;88(3)B:526-535