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Friedrich Pauwels ( 1885-1980 ), Leben und Werk
(aus: Friedrich Pauwels, Leben und Werk, Dissertation RWTH Aachen, Regina-Maria Weigmann, 1989)
F. Pauwels im Salon seiner Orthopädischen Praxis am Boxgraben
Friedrich Pauwels kam als Sohn eines Aachener Maschinenfabrikanten früh mit technischen Fragestellungen in Berührung. Seine wohlhabende und einflußreiche Familie ermöglichte ihm, frei von finanziellen Sorgen den Studien der Naturwissenschaften in Lausanne und der Medizin in Freiburg im Breisgau nachzugehen. Nach dem Staatsexamen entschied Pauwels sich für eine Weiterbildung zum Facharzt für Orthopädie. Die Lehrer, die er wählte, zeichneten sich durch eine für ihre Zeit noch ungewöhnliche funktionsbetonte Anschauung ihres Fachgebietes aus.
Nach abgeschlossener Ausbildung übernahm Pauwels in seiner Heimatstadt von seinem angeheirateten Cousin Dr.August Sträter die medico-mechanische Zanderanstalt der Stadt Aachen.
von F. Pauwels photographierte Innenansicht des großen Übungsraumes der Zander-Anstalt (um 1920)
In den Jahren bis 1928 besorgte er mit nur einem weiteren niedergelassenen Kollegen die ambulante orthopädische Versorgung der Stadt; erst ganz allmählich kamen weitere Fachärzte für Orthopädie hinzu. Während der Kriegsjahre 1914-1918 engagierte Pauwels sich in seiner Eigenschaft als Leiter des Reservelazaretts in der Talbothalle stark auf dem Gebiet der prothetischen Versorgung Kriegsbeschädigter. In Zusammenarbeit mit dem Leiter der Deutschen Rota-Werke, dem jüdischen Ingenieur Felix Meyer, entwickelte er unter anderem einen preisgekrönten Arbeitsarm. Mit der Einrichtung einer eigenen orthopädischen Belegstation im Luisenhospital im Jahre 1924 sowie der Orthopädischen Klinik in den Städtischen Krankenanstalten im Jahre 1934 verlagerte Friedrich Pauwels sein Interesse mehr und mehr auch auf die Möglichkeiten der operativen Behandlung orthopädischer Leiden.
Gleichzeitig stieg sein Interesse für die Grundlagenforschung.
Pauwels gab sich nicht mit der zu Beginn dieses Jahrhunderts dominierenden Richtung in der Orthopädie zufrieden, die von statischen Vorstellungen geprägt war und sich von der Wiederherstellung der normalen anatomischen Form automatisch auch die der Funktion versprach. Den Weg hin zu einer dynamischen, funktionell orientierten Orthopädie hatten bereits der Orthopäde Julius Wolff und der Anatom Wilhelm Roux gewiesen. Schon seit dem ausgehenden t 9.Jahrhundert stand Wolff?s "Gesetz der Transformation der inneren Architektur der Knochen bei pathologischen Veränderungen der äußeren Knochenform" als Hypothese unbewiesen im Raume, desgleichen Wilhelm Roux? Lehrgebäude der Entwicklungsmechanik. Sowohl Roux als auch Wolff hatten die Möglichkeiten, die eine funktionelle Orthopädie auf der Basis der klassischen Biomechanik des Stütz- und Bewegungsapparates für die Therapie orthopädischer Leiden eröffnete, geahnt und in Veröffentlichungen artikuliert. Im Kreise der Orthopäden stießen sie zunächst auf sture Ablehnung, kritiklose Übernahme ihrer Ideen oder desinteressierte Nichtbeachtung. Niemand machte sich jedoch daran, ihre Gedanken unvoreingenommen zu überprüfen und aus ihnen gezielt Nutzen für die praktische Anwendung zu ziehen. Dies übernahm in der Folgezeit Friedrich Pauwels, und zwar von vorneherein mit dem Ziele, aus seinen theoretischen Erkenntnissen unmittelbaren Nutzen für die Therapie orthopädischer Leiden zu ziehen.
Bandage für Unterarmamputierte nach Pauwels
Erste Erfolge verzeichnete Pauwels bereits 1927 in der Therapie der Schenkelhalspseudarthrose, die bis dato als unheilbar galt. Die entsprechende Veröffentlichung aus dem Jahre 1929 sowie die umfassende Abhandlung über den Schenkelhalsbruch (1935) machten den bis dahin unbedeutenden Provinz-Orthopäden Friedrich Pauwels international bekannt. Seine Art, die Schenkelhalsfraktur unter mechanischen Gesichtspunkten zu analysieren und auf der Basis theoretischer Berechnungen einer exakt kalkulierten operativen Therapie zuzuführen, war in der
Orthopädie ein Novum. Während Pauwels sich in diesen ersten Arbeiten noch auf die Erkenntnisse Roux' berief, stieß er bei seinen weiteren Forschungen immer häufiger auf Gesetzmäßigkeiten, die von der bisher akzeptierten Lehre Roux erheblich abwichen und ihn dazu veranlaßten, die Beweisführung Roux' und seiner Nachfolger mit Hilfe exakter theoretischer Berechnungen und unter Einsatz moderner technischer Untersuchungsmethoden von Grund auf zu überprüfen. Dabei mußte er feststellen, daß die auch in der Anatomie vorherrschende Lehrmeinung Roux' und seines Nachfolgers Benninghoff der Überprüfung in einigen wichtigen Punkten nicht standhielt. Pauwels ging daher daran, die Biomechanik des Stütz- und Bewegungsapparates neu zu ergründen und in einer Reihe von Veröffentlichungen, den "Beiträgen zur funktionellen Anatomie und kausalen Morphologie des Stützapparates" zusammenzufassen.
In diesen Arbeiten gelang es Pauwels nachzuweisen, was Vertreter der klassischen Biomechanik des Stütz- und Bewegungsapparates wie Roux und Wolff zuvor nur vermutet hatten:
Das menschliche Skelett ist ein idealer Leichtbau und an seine mechanische Beanspruchung mit dem geringstmöglichen Materialaufwand angepaßt. Als Triebkraft der funktionellen Anpassung identifizierte Pauwels die der Druckkraft überlagerte Biegebeanspruchung. Diese verursacht beim spongiösen Knochen eine Umorientierung der Bälkchenachsen in die Wirkungsrichtung der einfallenden Kraft, bis aus der Biege- eine reine Druckbeanspruchung wird, das Trabekelfachwerk also biegungsfrei ist. Beim Röhrenknochen hingegen ändert sich unter Biegebeanspruchung die Verteilung der Knochensubstanz im Querschnitt. Der wachsende oder frakturierte Knochen vermeidet hohe Biegespannungen durch ungleiches Längenwachstum. Als weiteres biegungssenkendes Bauprinzip beschrieb Pauwels die Zuggurtungswirkung der Muskulatur. Daß auch das Knorpelgewebe eine funktionelle Struktur aufweist, konnte Pauwels gleichfalls nachweisen.
Versuchsaufbau der Untersuchungen von F. Pauwels
Grundlage der funktionellen Anpassung ist die Fähigkeit der Gewebe, auf mechanische Beanspruchung mit Umbauvorgängen zu reagieren.
Roux und seine Nachfolger hatten verschiedenen mechanischen Qualitäten wie Druck, Zug und Schub jeweils spezifische Reaktionen der Binde ? und Stützgewebe zugeschrieben. Friedrich Pauwels korrigierte diese Auffassung: Ausschlaggebend für die Differenzierungsrichtung der Mesenchymzelle ist nicht die Qualität der mechanischen Beanspruchung, sondern der Verformungszustand, in den diese die Mesenchymzelle versetzt. Dehnung bewirkt so die Bildung kollagener Fibrillen, hydrostatischer Druck die von Knorpelgewebe. Knochengewebe dagegen kann nur afunktionell ausreifen, d. h. geschützt vor jeder mechanischen Beanspruchung. Für die Reaktion der ausgereiften Knochenzelle ist die Größe der einwirkenden mechanischen Beanspruchung entscheidend, die innerhalb gewisser physiologischer Toleranzgrenzen Knochenanbau oder -abbau auslöst.
Pauwels erkannte, daß bei einigen Erkrankungen des Bewegungsapparates das natürliche Gleichgewicht zwischen mechanischer Beanspruchung und Fähigkeit des Knochens zur funktionellen Anpassung gestört ist, sei es durch pathologisch überhöhte mechanische Beanspruchung oder durch krankhaft verminderte Widerstandsfähigkeit der Knochensubstanz, die dann auch einer physiologischen Beanspruchung nicht gewachsen ist. Sein besonderes Augenmerk konzentrierte Pauwels dabei auf drei Erkrankungen des Hüftgelenkes: die Schenkelhalspseudarthrose, Coxa vara infantum und Coxarthrose. Diese unterzog er einer genauen mechanischen Analyse, aus der er dann jeweils eine kausale Therapie ableiten konnte, die ein neues biomechanisches Gleichgewicht herstellte:
Zug- und Scherkräfte verhindern bei der Schenkelhalspseudarthrose die knöcherne Ausheilung der Fraktur. Ausschaltung dieser schädlichen Spannungen durch
Nagelung oder genau dosierte Umlagerung der Bruchfläche führt zu dauerhafter Heilung.
Bei der kindlichen Coxa vara und bei primärer Coxarthrose ist das pathologisch veränderte Knochengewebe auch der physiologischen Beanspruchung nicht gewachsen. Eine kausale Behandlung muß also darin bestehen, die normale mechanische Beanspruchung des Hüftgelenkes so weit herabzusetzen, daß das krankhaft schwache Knochengewebe ihr standzuhalten vermag. Im Falle der Coxa vara läßt sich dies durch eine Y ? Osteotomie mit Umlagerung der Erweichungszone verwirklichen.
Die auf Dauer wirkungsvollste Behandlung der primären Coxarthrose ebenso wie der durch überhöhten Gelenkdruck bei verminderter Gelenkfläche verursachten sekundären Coxarthrose besteht darin, den Gelenkdruck durch kombinierte Tenotomien zu senken oder ? wesentlich wirkungsvoller ? die Tragfläche durch eine genau dosierte Veränderung des CCD-Winkels zu vergrößern.
Entscheidend für den Erfolg der Behandlung ist die exakte mechanische Analyse jedes einzelnen Falles, für den die Therapie individuell ermittelt werden muß. Der Funktion räumt Pauwels dabei eindeutig die Priorität vor der normalen anatomischen Form ein.
Die Ergebnisse, die er mit seinen auf biomechanischen Öberlegungen basierenden Behandlungsverfahren in der Therapie dieser als nahezu unheilbar geltenden Erkrankungen erzielte, waren auf Dauer gut und zuverlässig; sie verschafften Friedrich Pauwels ? und mit ihm der von ihm gegründeten und über 25 Jahre geleiteten Orthopädischen Abteilung der Städtischen Krankenanstalten Aachen hohes Ansehen im In- und Ausland.
Insgesamt gesehen besteht Friedrich Pauwels größtes Verdienst nicht darin, die insbesondere im letzten Jahrhundert zu voller Blüte enstandene klassische Biomechanik des Stütz- und Bewegungsapparates um einige theoretische Erkenntnisse bereichert und in wesentlichen Punkten korrigiert zu haben. Er stellte vielmehr seine Forschungsarbeit, sein gesamtes Wissen über die funktionelle Anatomie des menschlichen Stütz- Bewegungsapparates in den Dienst der Behandlung orthopädischer Erkrankungen. Pauwels' Arbeiten auf dem Gebiet der Grundlagenforschung lieferten die Grundlage für eine exakt planbare Therapie von bislang ungekannter Zuverlässigkeit; die klinischen Erfolge wiederum bestätigen die Richtigkeit seiner theoretischen Herleitungen. Friedrich Pauwels demonstrierte auf beispielhafte Weise, welch unmittelbare Bedeutung die Basisforschung für die praktische Medizin haben kann und haben sollte.
So erfüllte sich die Prognose, die Pauwels' Privatlehrer Hans ANDRIEN in einem Brief aus dem Jahre 1912 stellte:
Bei Ihrem früh entwickelten Sinn für selbständiges Tüfteln und Basteln und Ihrer hervorragenden manuellen Geschicklichkeit war dieser Beruf für Sie das Gottgegebene. Und nun lassen Sie mich etwas aussprechen, an das ich fest glaube: Wenn Sie sich an Ihrer Wissenschaft und ihren Fortschritten die tätige Teilnahme erhalten, so werden Sie Bedeutendes leisten. Vergraben Sie Ihr Pfund nicht" 528. Brief von Hans Andrien an Friedrich Pauwels vom 01.01.1912
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