Neue OP-Methoden bei Gelenkersatz

Moderne OP-Methoden bei Gelenkersatz

Die Implantation von Kunstgelenken gehört mittlerweile zur Routine

Bereits vor 100 Jahren gab es erste Versuche, kaputte Gelenke durch Kunstgelenke zu ersetzen. Erste nennenswerte Erfolge wurden aber erst Anfang der 1960er Jahre erzielt. Seitdem hat sich im Bereich der orthopädischen Chirurgie viel getan. Immer bessere Prothesentypen, gepaart mit immer verträglicheren Materialien, wurden entwickelt und auch die Operationstechniken sind heutzutage schonender und sicherer denn je. Der Einsatz von Endoprothesen, wie die künstlichen Gelenke in der Fachsprache genannt werden, gehört in den Operationssälen der Bundesrepublik mittlerweile zur Routine. Jährlich werden hierzulande etwa 80.000 Kniegelenke und rund 180.000 Hüftgelenke durch ein Kunstgelenk ersetzt.

Was ist ein künstliches Hüftgelenk?

Standard bei einem künstlichen Hüftgelenk ist die so genannte Totalendoprothese, auch kurz als TEP bezeichnet. Der Begriff "total" wird deshalb verwandt, weil sowohl ein Teil des Oberschenkels als auch des Hüftknochens ersetzt wird. Die Hüft-TEP ist dem natürlichen Hüftgelenk nachempfunden und besteht aus zwei bzw. drei Komponenten: einer Pfanne, die im Becken am Ort der ursprünglichen Hüftpfanne eingesetzt wird, und einem Hüftkopf mit Prothesenstiel, welcher in die Markhöhle des Oberschenkels eingeführt wird. Das bedeutet praktisch eine vollkommene Erneuerung des Gelenks.

Wie sieht ein künstliches Kniegelenk aus?

Auch beim Kniegelenk handelt es sich in der Regel um eine Totalendoprothese, die aus zwei Komponenten besteht. Der obere Teil der Prothese ersetzt die Oberfläche des Oberschenkelknochens. Der Schienbeinkopf wird durch eine Gleitfäche ersetzt, die über einen Prothesenstiel in dem Knochen verankert wird. Auf diese Fläche wird ein Meniskusersatz aus Kunststoff geschoben, um die Gleitfähigkeit des Gelenks sicherzustellen. Je nach Ausmaß der Arthrose wird auch die Rückfläche der Kniescheibe ersetzt. Grundsätzlich unterschiedet man beim Kniegelenk Totalendoprothesen mit und ohne Achsführung. Welcher dieser Prothesentypen implantiert wird, hängt vom Zustand der Bänder ab.

Zementiert oder unzementiert - Drei Varianten zur Prothesenverankerung

Das künstliche Gelenk muss mit dem körpereigenen Knochen verbunden werden. Je nach Alter und individuellem Gelenksbefund gibt es prinzipiell drei Techniken zur Verankerung der Prothese im Knochen: die Implantation einer zementfreien Prothese, einer zementierten Prothese oder einer Hybridprothese.

Bei der zementfreien Implantationstechnik wird die Prothese durch Presssitz mit den Knochen verbunden. Eine besondere Oberflächenstruktur der Prothese bewirkt, dass die Komponenten in den Knochen einheilen und mit ihm verwachsen.. Zur zusätzlichen Festigung werden oft auch Schrauben oder Zapfen eingesetzt. Die Methode ist insbesondere bei jüngeren Patienten sinnvoll, da bei einer späteren Wechseloperation günstigere Verhältnisse am Knochen vorliegen. Allerdings braucht die zementfreie Hüftprothese nach der Operation eine etwas längere Schonzeit, denn der neue Knochen muss erst mit der Prothese verwachsen muß.

Bei der zementierten Implantationstechnik wird ein schnell härtendes Kunststoffgemisch, der Knochenzement, zur Fixierung verwendet. Insbesondere bei Störungen des Knochenaufbaus wie z.B. bei Osteoporose ist diese Methode sinnvoll. Ihr Vorteil liegt in der raschen Wiederbelastbarkeit des Gelenks, was älteren Patienten längere Liegezeiten und damit verbundene Komplikationen erspart. Problematisch ist jedoch, dass der Einsatz eines neuen Implantats nach einer Zementprothese schwieriger wird.

Die Hybridimplantationstechnik kombiniert sozusagen die jeweiligen Vorzüge der zementierten und unzementierten Verankerungsmethode. Eine Komponente wird zementfrei, die andere hingegen mit Zement befestigt.

Die Materialien der Prothesen müssen hohen Anforderungen entsprechen

Um eine ungestörte, schmerzfreie und dauerhafte Funktion zu erreichen, müssen die Materialien eines künstlichen Gelenks hohen Anforderungen entsprechen. Sie müssen korrosionsbeständig sein, dürfen keine Unverträglichkeitsreaktionen hervorrufen, müssen den im Körper auftretenden Druck- und Biegebelastungen widerstehen und dürfen beim Aneinanderreiben der Gelenkteile keinen Abrieb verursachen.

Für die einzelnen Komponenten der Prothesen werden daher hochwertige bioverträgliche Materialien verwendet: verschiedene Metalllegierungen (Stahl, Chrom, Titan), Keramik und spezielle Kunststoffe wie Polyethylen. Die Materialien sind dabei stets aufeinander abgestimmt. Folgende Gleitpaarungen sind üblich:

Polyethylen gegen Metall: Dieses ist nach wie vor die Standardgleitpaarung für die allermeisten Patienten. Mit den modernen Polyethylenen konnte der gefürchtete Abrieb des Kunststoffes deutlich reduziert werden.

Keramik gegen Keramik: Mit einem Keramikkopf und einer Keramikpfanne kann der Materialabrieb nahezu vollständig reduziert werden. Problematisch ist jedoch, dass es – wenn auch selten - zum Keramikbruch kommen kann und zwar, wenn die Komponenten ungünstig belastet werden (sogenannte Kantenbelastung). Ein Restrisiko ist also nicht auszuschließen.

Metall gegen Metall: Diese Gleitpaarung ist vor über drei Jahrzehnten erstmals erprobt worden, wurde dann aber aufgrund von häufigen Fertigungsproblemen zunächst aufgegeben. In den letzten Jahren wird sie aber wieder verwendet. Der Abrieb ist hierbei sehr gering. Jedoch wurden zum Teil Abriebpartikel in Organsystemen gefunden und es ist nicht auszuschließen, dass diese Partikel z.B. in Leber und Milz einmal zu ungewünschten Reaktionen führen. Die Wahrscheinlichkeit ist nach heutigem Wissensstand jedoch extrem gering.

High Tech im OP: Die Computernavigation

Immer häufiger werden die Chirurgen von computergestützten Navigationssystemen unterstützt. Auf diese Weise sollen die Langzeitergebnisse einer Prothese verbessert werden können. Die Navigation erleichtert dem Operateur die Prothesen positionsgenau auszurichten. Die Komponenten werden über Sensoren kontrolliert und auf einem Überwachungsmonitor dreidimensional abgebildet.

Minimalinvasive Endoprothetik: Kleine Schnitte und Teilprothesen liegen im Trend

Der Endoprothetik hat gerade in den letzten Jahren einen enormen Innovationsschub erlebt. Prinzipiell sind dabei in jüngster Zeit zwei Tendenzen entstanden: Der Trend zu immer kleineren operativen Zugangswegen und zu immer knochensparenderen Prothesen. Die Entwicklung geht sowohl bei der Hüfte als auch beim Knie dahin, dem Patienten möglichst nur noch die Gelenkanteile zu ersetzen, die tatsächlich von der Arthrose zerstört sind. Viele Kliniken bieten als Alternative zu den konventionellen zementierten und zementfrei fixierten Totalendoprothesen zunehmend auch Teilprothesen an.

Im Bereich der Hüftprothesen kommt der so genannte Oberflächenersatz (McMinn-Prothese) zum Einsatz. Dabei wird der Hüftkopf nicht mehr komplett entfernt, sondern lediglich die kranke Oberfläche abgefräst und anschließend – ähnlich wie ein Zahn - mit einer metallenen Kappe „überkront“. Die Pfanne, ebenfalls aus Metall, wird zementfrei eingesetzt. Der Vorteil dieses Hüftkopfoberflächenersatzes ist, dass weniger Knochensubstanz entfernt werden muss und daher mehr Substanz für spätere Wechseloperationen erhalten bleibt. Allerdings kommt diese noch sehr teuere Teilprothese nicht für jeden Patienten in Frage. Sie wird derzeit hauptsächlich bei jungen Menschen mit stabilen Hüftknochen eingesetzt. Ganz risikofrei ist auch dieser Oberflächenersatz nicht. So ist beispielsweise ungewiss, ob die Abriebpartikel der Metall/Metall-Gleitpaarung nicht auf Dauer gesundheitsschädlich werden könnten.

Im Bereich der Knieendoprothetik hat die so genannte Schlittenprothese eine Renaissance erfahren. Dabei handelt es sich um eine kleine, knochensparende Prothese, die nur in dem Teil des Kniegelenks eingesetzt wird, der von der Arthrose verschlissen ist. Allerdings gab es in der letzen Jahren teilweise unbefriedigende Ergebnisse, besonders dann, wenn der Knochen schon zu stark zerstört war. Dann konnte ein Verrutschen des Implantats beobachtet werden.

Durch den technischen Fortschritt der Implantate und der Operationsinstrumente können Hüft- und Knieprothesen über immer kleinere Zugangswege eingesetzt werden. Statt ein Schnitt von 16cm ist der Zugang bei der Hüftoperation mittlerweile nur noch 6cm groß. Das hat einige Vorteile: Weniger Gewebe wird verletzt, dadurch reduziert sich das Risiko für Komplikationen, die z.B. durch Vernarbungen entstehen können. Auch der operationsbedingte Blutverlust ist erheblich geringer, die Liegedauer kürzer und die Schmerzen erträglicher. Der Nachteil: an den Operateur werden hohe Ansprüche gestellt, denn die Übersicht im OP-Feld ist wesentlich schlechter. Entsprechend groß sind die Fehlermöglichkeiten.

Aber Vorsicht: Neuland!

Trotz aller Popularität und Attraktivität dieser modernen Entwicklungen ist heutzutage vieles noch nicht vorhersehbar. Zwar deutet bisher alles darauf hin, dass die neuen Teilprothesen gut funktionieren. Langzeitergebnisse liegen aber noch nicht vor.

Bei den herkömmlichen Totalendoprothesen existieren hingegen schon jahrzehntelange Erfahrungen. Die Ergebnisse sind sehr gut, mögliche Komplikationsraten sind bekannt.

Die Aussichten für ein Leben mit einem künstlichen Gelenk sind gut

Der Erfolg einer Hüft- oder Knieprothesenimplantation hängt immer von mehreren Faktoren ab: Dem individuellen Befund, der Wahl der geeigneten Prothese, dem Geschick des Operateurs, einer schonenden Operationstechnik und insbesondere auch von der aktiven Mithilfe des Patienten bei der anschließenden Mobilisierung des Gelenks. Bei über 90 Prozent der Patienten mit einer konventionellen Prothese zeigen sich gute bis sehr gute Langzeitergebnisse. Die Wahrscheinlichkeit, dass durch den Ersatz des kranken Gelenks die Schmerzen deutlich reduziert werden oder sogar ganz verschwinden, ist sehr hoch. Die Beweglichkeit nimmt in aller Regel spürbar zu und damit auch die Lebensqualität.

Kunstgelenke sind nicht ewig haltbar

Doch selbst die besten Prothesen lockern sich irgendwann. Bei der heute verfügbaren Technik ist damit zu rechnen, dass ein künstliches Hüftgelenk durchschnittlich etwa dreizehn bis achtzehn Jahre funktionstüchtig bleibt. Künstliche Kniegelenke sind noch nicht ganz so haltbar, hier zeigen sich etwa nach zehn bis fünfzehn Jahren Lockerungen. Grund dafür sind winzige Abriebpartikel des Prothesenmaterials. Eine einfache Risikoformel lautet: Mehr Bewegung bedeutet mehr Gelenkbeanspruchung, und das wiederum bedeutet mehr Abrieb. Vor allem junge Patienten müssen daher eher mit einer Lockerung der Prothese rechnen als ältere Patienten.

Wechseloperationen werden mit jedem Eingriff schwieriger

Wenn sich ein Kunstgelenk lockert, wird es instabil. Um einen zunehmenden Verlust von Knochensubstanz durch den Abrieb zu vermeiden, muss so bald wie möglich eine Wechseloperation erfolgen, in der die Prothese erneuert wird. So ein Prothesenwechsel ist heute durchaus üblich, aber immer noch eine technisch schwierige und aufwendige Operation. Handelt es sich etwa um eine zementiertes Kunstgelenk, muss erst der alte Zement entfernt werden, um die neue Prothese im Knochen verankern zu können. Dies ist mit einem nicht unerheblichen Verlust an Knochensubstanz verbunden, der zudem mit jeder neuen Wechseloperation mehr wird. Daher sind weder künstliche Hüft- noch Kniegelenke beliebig oft erneuerbar. Ein bis zwei Wechseleingriffe sind in der Regel - sofern keine Infektion zugrunde lag – möglich.

Stand 2009

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