Bewegungswissenschaftler Dr. Justin Lange beschäftigt sich mit Biomechanik und den Bewegungen des menschlichen Körpers. Er erklärt, welche Kräfte auf und in unserem Sprunggelenk wirken.

Schnell passiert

„Das Sprunggelenk ist in seinem Umfang relativ klein, trotzdem lastet darauf bei vielen Bewegungen ein Vielfaches des Körpergewichts“, erklärt Dr. Justin Lange, der am Institut für Bewegungswissenschaften der TU Chemnitz promoviert hat und als Leiter Entwicklung im Bauerfeind Innovationszentrum für die Realisierung, Umsetzung und Koordination der Entwicklungsprozesse zuständig ist. „Da ist es nicht schwer vorzustellen, was diese Stelle im Körper leisten muss.“ Gerade deshalb ist das Sprunggelenk auch eine risikobehaftete Stelle: Verletzungen passieren schnell; gerade beim Sport, aber auch im Alltag. „Jeder kennt es: Einmal am Bordstein hängen geblieben, und schon ist man umgeknickt“, sagt Dr. Lange. Die Folge kann eine Verstauchung des Sprunggelenks, aber auch ein Bänderriss oder Bruch sein – denn je nach Bewegung kann bis zum Siebenfachen des Körpergewichts auf dem Sprunggelenk lasten.

Eine ganzheitliche Betrachtung

Welche Bewegungen im Sprunggelenk passieren und welche Kräfte in und auf dieses Gelenk wirken, damit beschäftigt sich die Biomechanik. Sie nimmt die menschliche Bewegung in den Blick: Auf der einen Ebene beschäftigt sie sich mit den Auswirkungen der Bewegung auf die Umwelt und den Einflüssen der Umwelt auf den menschlichen Körper, auf der anderen Ebene mit den körperinternen Abläufen, die dazu beitragen, dass eine Bewegung stattfindet. „In ihrer Entstehungsgeschichte ist das Fachgebiet der Biomechanik sehr auf die reine Mechanik fokussiert gewesen“, erklärt Dr. Lange. „Heute stehen viel mehr die intrinsischen Prozesse im Körper im Fokus. Es wird also bis ins kleinste Detail geschaut, was Knochen, Muskeln und Bänder, aber auch kleinste Faszien, Rezeptoren und Sensoren machen.“

Die Gefahr für Verletzungen erhöht sich.

Dabei werden auch Risikofaktoren näher untersucht: „Bei Übergewicht erhöht sich zum Beispiel das Kraftmoment, das bei einer Bewegung wirkt“, erklärt Dr. Lange. „Dementsprechend müssen Muskulatur und Bänder dann mehr Leistung bringen. Bis zu einem gewissen Grad ist das möglich, aber meist geht ein erhöhtes Körpergewicht ja auch mit einer geringeren Bewegungsintensität einher.“ Das bedeutet, das ganze System ist nicht so trainiert, wie es für das jeweilige Körpergewicht nötig wäre. „Entsprechend erhöht sich die Gefahr von Verletzungen. Eine Verletzung am Sprunggelenk kann dann beispielsweise viel schlimmer ausfallen“, sagt Dr. Lange.

Auch im Alter oder bei Erkrankungen wie Osteoporose oder Arthrose kann das ganze System aufgrund von Vermeidungs- oder Fehlbelastungen instabiler werden, sodass ein erhöhtes Risiko für Verletzungen besteht. „Gerade dann ist es ganz wichtig, sich regelmäßig schonend und gezielt zu bewegen, denn dadurch werden der Bandapparat und das muskuläre System trainiert und sind in der Lage, das Sprunggelenk und andere Gelenke zu stabilisieren“, erklärt Dr. Lange.

Bei Bauerfeind versuchen wir das alles als Ganzes zu sehen.

Die Biomechanik bei der Produktentwicklung

Bei Bauerfeind spielt deshalb die Biomechanik bei der Entwicklung eines neuen Produkts eine große Rolle. Gemeinsam mit Forschungsinstituten und Medizinern fragen Dr. Lange und seine Kollegen: Wirken die Produkte so, wie sie sollen? „Wir schauen zum Beispiel, wie sich der stabilisierende Charakter einer Orthese auf das Gangbild des Menschen auswirkt oder ob durch die schmerzreduzierenden Eigenschaften von Bandagen die Körperwahrnehmung wieder besser funktioniert“, erläutert Dr. Lange. „Nur wenn wir die entsprechenden Methoden und Verfahren aus der Biomechanik schon während des Entwicklungsprozesses anwenden, können wir die Produkte optimal gestalten.“

Dafür ist eine ganzheitliche Betrachtung entsprechend dem aktuellen Forschungsstand in der Biomechanik wichtig: „Ich begleite bei Bauerfeind ein Produkt von der Idee bis zur Serienreife. Dabei versuche ich, die Prozesse, die auf und im Körper wirken, immer als großes Ganzes zu sehen“, sagt Dr. Lange. „Unsere Produkte wirken natürlich von außen auf den Körper, es spielt sich jedoch auch ganz viel im Inneren des Körpers ab.“ Die Stabilisierung des Sprunggelenks geschehe durch das Zusammenspiel von aktivem und passivem Bewegungsapparat, also durch Muskeln, Faszien, Knochen und Bänder. „Eine Orthese oder Bandage unterstützt zwar in erster Linie von außen, trotzdem beeinflusst sie natürlich auch die Vorgänge im Körperinneren.“

Die Krafteinwirkungen verändern

So kann eine Orthese oder Bandage die Kraftwirkung auf das Sprunggelenk gezielt verändern. Eine Orthese kann das Sprunggelenk zum Beispiel komplett immobilisieren, also in einer Position fixieren. Wenn der Fuß dann aufgesetzt wird und abrollt, wirkt die Kraft in eine andere Richtung, als wenn das Gelenk flexibel wäre. Außerdem kann eine Orthese die stabilisierende Funktion des muskuloskelettalen Systems übernehmen, beispielsweise wenn dies durch Bänderrisse nicht mehr möglich ist. „Eine Immobilisierung hat den Vorteil, dass der Heilungsprozess bei Knochenbrüchen schneller abläuft. Allerdings ist sie natürlich nicht immer das Ziel. In vielen Fällen sollen die Orthesen Bewegungen nur limitieren und schädliche Bewegungen vermeiden“, erklärt Dr. Lange.

Bandagen können durch die Kompression schmerzreduzierend wirken und die Körperwahrnehmung verbessern. Gleichzeitig stabilisieren auch sie die Gelenke bis zu einem bestimmten Grad. Darüber hinaus verbessert die Kompression der Bandage den Blutfluss, sodass Schwellungen reduziert werden. „Ob jetzt bei einer Sprunggelenksverletzung eine Bandage oder eine Orthese zum Einsatz kommt, hängt immer vom Grad der Verletzung ab“, sagt Dr. Lange. „Der Arzt entscheidet letztlich, wie die Behandlung aussehen muss.“ Bei schlimmeren Verletzungen wird meist zunächst eine Orthese eingesetzt. Bei leichteren kann auch direkt eine Bandage getragen werden. „Eines unserer Sprunggelenksprodukte, die MalleoLoc® L3, ist sogar von einer Orthese zu einer Bandage abrüstbar“, erläutert Dr. Lange. „Sie kann also über den gesamten Heilungsprozess getragen werden.“