Knie-Endoprothetik (künstliches Kniegelenk)

Verschleißerkrankungen des Kniegelenks (= Arthrose) führen zu Bewegungseinschränkungen, Schmerzen, verminderter Belastbarkeit und Einschränkungen der Mobilität, wodurch ein erhebliche Verminderung der Lebensqualität eintreten kann. Häufig besteht ein O- oder X-Beinfehlstellung des Beines. Wenn konservative Behandlungen und Schmerztherapie nicht mehr erfolgreich sind und auch operative Begradigungen der Beinachse nicht in Frage kommen, stellt der Gelenkersatz eine sinnvolle Maßnahme dar, um Schmerzfreiheit zu erreichen und die Mobilität zu verbessern.

In der Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie 1 werden alle Arten des endoprothetischen Kniegelenkersatzes und Prothesenwechseloperationen durchgeführt. Vorzugsweise wird die Endoprothesenimplantation mit einer computergestützten Navigation eingesetzt. Die Navigationstechnik ermöglicht einen präziseren Einbau der Prothesenkomponenten und eine exakte Begradigung der Beinachse.

Diagnostik

Die präoperative Diagnostik umfasst neben der Erhebung des Krankheitsverlaufs, einer eingehenden klinischen Untersuchung des Patienten eine falladaptierte Röntgendiagnostik: 

  • Klinische Untersuchung
  • Laboruntersuchungen (Leucocyten, CRP)
  • (Allergie-Testung)
  • Konventionelle Röntgenaufnahmen (Kniegelenk in zwei Ebenen, Patella tangential)
  • Ganzbeinaufnahme im Stehen (zur präoperativen Planung)
  • Kernspintomographie (MRT) zur Abklärung von Knochennekrosen
  • (Computertomographie (CT) nur bei speziellen Fragestellungen)
  • (Knochenszintigraphie) 

Operationstechnik

Beim Einsatz eines künstlichen Kniegelenks wird in Rückenlage ein ca. 10 - 15 cm langer Hautschnitt an der Vorderseite des Gelenks gelegt. Danach wird die Kniescheibe nach außen gehalten und man erhält einen guten Überblick über das gesamte Gelenk. Die verschlissenen Gelenkflächen werden mit speziellen Sägeschablonen sparsam entfernt und damit der Knochenverlust gering gehalten. Nach der Vorbereitung lassen sich die Endoprothesenkomponenten exakt auf Ober- und Unterschenkelknochen aufsetzen. Die Prothesenteile können mit und ohne Knochenzement eingesetzt werden.

Navigation

In der Kniegelenkschirurgie steht uns die Möglichkeit der navigationsgestützten Implantation von zementfreien und zementierten Knieprothesen zur Verfügung (OrthoPilot®). Neben dem vollständigen Oberflächenersatz können auch mediale Schlittenprothesen mit diesem System implantiert werden. Ziel ist eine anatomisch und funktionell korrekte Implantation der Ober- und Unterschenkel-Komponenten mit Ausrichtung der Beinachse auf 0 Grad. Hierzu werden Passiv-Infrarot-Sender intraoperativ am unteren Oberschenkel sowie am oberen Unterschenkel befestigt. Der Computer nimmt die Kniegelenkdaten auf und berechnet hieraus die notwendigen Schnittführungen am Ober- und Unterschenkel, die erforderliche Größe der einzelnen Prothesenteile und deren genaue Positionierung. Die Operationsdauer verlängert sich nicht wesentlich (ca. 5 -10 Minuten). Geeignet sind im Gegensatz zur Hüftgelenk-Navigation alle Patienten unabhängig von ihrem Körpergewicht. Einschränkungen ergeben sich nur durch vorbestehende Deformierungen des Ober- und / oder Unterschenkelknochens, die vorher korrigiert werden müssen. Meistens lässt sich dies aber in einem operativen Vorgehen kombinieren.

Prothesentypen

Durch die enorme Weiterentwicklungen in der Knieendoprothetik stehen uns heute eine große Auswahl an verschiedenen Prothesenarten zur Verfügung, die je nach Voraussetzungen des Patienten angewendet werden. "Goldstandard" ist heute die zementierte Implantation der Knie-Prothese, da deren Standfestigkeit deutlich über der einer zementfrei eingebrachten Prothese liegt. Daneben verwenden wir bei speziellen Indikationen zementfreie Versionen unseres Prothesensystems (Metall-/Knochenzement-Allergie). In der Regel bei Frauen angewendet werden spezielle schmalere Femurkomponenten.

Metall-/Knochenzement-Allergie

Allergien auf bestimmte Metall- und/oder Knochenzementkomponenten sind sehr selten, führen aber für den Patienten zu sehr unangenehmen anhaltenden Beschwerden:

  • Persistierende Gelenkschmerzen
  • Rezidivierende Schwellung mit Ergussbildung
  • Hautrötung/Hautausschläge
  • Nichtbelastbarkeit der Extremität
  • Prothesenlockerung 

Bei dieser Symptomkonstellation ist trotz aller heutiger Untersuchungsmöglichkeit die Differenzierung gegen einen schleichenden Protheseninfekt nicht immer möglich. Besteht bereits präoperativ eine positive Allergieanamnese, insbesondere gegen Metalle, sollte eine Empfindlichkeit gegen folgende Komponenten hautärztlich abgeklärt werden:

  • Metall-Komponenten: Nickel, Kobalt, Chrom, Mangan, Molybdän, Vanadium, Titan
  • Knochenzement-Komponenten : Gentamycin, Benzoylperoxid, Hydrochinon, NN-Dimethyl-p-Toluidin, Methylmethacrylat (MMA), 2-Hydroxy-Ethyl-Methacrylat (HEMA), Kupfer(II)Sulfat

Hierzu wird eine sog. "Epicutantestung" durchgeführt, um mögliche allergische Reaktionen auf Prothesen- und/oder Knochenzementbestandteile ausschließen oder bestätigen zu können. Im Fall einer positiven Allergietestung implantieren wir sowohl bei einer Erst- wie auch bei einer Wechseloperation eine mit Zirkoniumoxid beschichtete Knie-Totalprothese, die sich zementfrei oder zementiert implantieren läßt. Dadurch wird der Kontakt mit Allergie auslösenden Substanzen sicher vermieden.

Patellofemoraler Gleitflächenersatz

Bei komplettem Verlust des Knorpels im Kniescheibengleitlager ohne Möglichkeit der Wiederherstellung durch eine Knorpeltransplantation besteht die Möglichkeit, das gesamte Gleitlager mit einem Oberflächenersatz zu versorgen. Postoperativ ist damit wieder eine schmerzfreie Kniescheibenbewegung möglich.

Unikondyläre mediale Schlittenprothese

Bei einseitiger Abnutzung des Gelenkes besteht die Möglichkeit, einen Gelenkersatz mit einer zementierten Teilprothese vorzunehmen. Diese sogenannten unikondylären Schlittenprothesen können über einen relativ kleinen Schnitt eingebracht werden (minimal-invasiv). In der Regel wird dabei die innere (= mediale) Hälfte des Kniegelenks versorgt; das Einsetzen einer Schlittenprothese in der äußeren (= lateralen) Hälfte hat sich noch nicht ausreichend bewährt. Es gibt Schlittenprothesen mit festen und frei beweglichen Kunststoff-(PE = Polyaethylen-)Plateaus, die je nach Alter und Gesamtzustand des Kniegelenkes des Patienten einer strengen Indikationsstellung bedürfen, um Misserfolgen vorzubeugen. Hierzu zählt auch, dass der Patient keinen höhergradigen Knorpelschaden an der Kniescheibenrückfläche aufweisen darf, da er sonst nicht beschwerdefrei wird.

Oberflächenersatz-Prothese

Bei der konventionellen Oberflächenersatzprothese handelt es sich um eine ungekoppelte Prothese, bei der der Bandapparat des Kniegelenks weitgehend erhalten bleibt. Sie besteht aus zwei Komponenten. Die Oberschenkelkomponente hat etwa die Form des Gelenkteils der Oberschenkelrolle und wird nach sehr präziser Entfernung der durch die Arthrose zerstörten Gelenkfläche aufgesetzt. Die Unterschenkelkomponente besteht aus einer Metallplatte, die nach Entfernung der Gelenkfläche des Schienbeinkopfes auf dem Knochen mit einem kurzen Schaft verankert wird. Ein geformtes Kunststoff-(Polyaethylen-)Plateau wird zwischen die Metallkomponenten beweglich eingesetzt. Die Bewegungsabläufe des Kniegelenkes entsprechen daher nach dem Protheseneinsatz annähernd denen eines normalen Gelenkes. Die zementierte Implantation stellt im Moment noch den "Goldstandard" dar, da zementfreie Ausführungen sich früher auslockern.

Bestehen Fehlstellungen im Bereich der Ober- und/oder Unterschenkelknochen nach Unfällen, nach Voroperationen oder anlagebedingt, muss diese Achsenfehlstellung je nach Ausprägung vor der Knieprothesenimplantation korrigiert werden (= Korrektur-Osteotomie), um einen korrekten Sitz der Knieprothese zu garantieren. Dabei wird zunächst der deformierte Knochen an dem Maximum seiner Fehlstellung durchtrennt (= Osteotomie) und dann durch Nägel oder Platten in achskorrigierter Stellung refixiert. Anschließend erfolgt die computernavigierte Implantation der Knieprotese in gewohnter Weise.

Patientenindividuelle Knieprothese

Besonders für jüngere Patienten bietet sich die Möglichkeit an, patientenindividuelle Knieprothesen zu verwenden, da diese eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber Standardprothesen aufweisen. Hier sind insbesondere die sehr knochensparende Resektion sowie der Erhalt der vorhandenen Kniekinematik zu nennen. Dazu kommen vollständig andere Prothesenkomponenten wie in der konventiellen Knieendoprothetik zum Einsatz. Die Knochenabdeckung der Prothesenkomponenten beträgt nahezu 100 %, was insbesondere für die Haltbarkeit der Knieprothese wichtig ist. Zum anderen wird kein einzelnes Kunststoffinlay verwendet, sondern zwei genau angepasste für den inneren und äußeren Gelenkspalt, um damit zum einen die vorhandene Gelenklinie wie auch die Gelenkkinematik zu erhalten.

Präoperativ wird eine Computertomographie des arthrotisch veränderten Gelenks durchgeführt und anhand dessen mittels CAD in den USA die individuelle Knieprothese hergestellt. Die Möglichkeiten reichen indikationsabhängig von medialen und lateralen Schlittenprothesen über einen bikompartimentellen Oberflächenersatz bis hin zur Vollprothese. Besonders der bikompartimentelle Oberflächenersatz iDuo® G2 vermeidet bei Arthrosen von nur zwei der drei Kniegelenkkompartimente den Einsatz einer kompletten Knieprothese, was bisher nicht möglich war.

Achsgeführte Knieprothese ("Rotations-Scharnier-Gelenk")

In besonders schwierigen Fällen (starke Achsfehlstellung, instabiler Kapsel-Bandapparat) des Kniegelenkes werden bei Erstversorgung mit einer Knieprothese sogenannte achsgeführte Knieprothesen verwendet. Auch bei Knieprothesen-Wechseloperationen kommen diese im Fall von Knochen- und/oder Kapsel-Band-Schäden zur Anwendung. Unser hochmodernes Modell erlaubt durch ein Rotations-Scharnier-Hubgelenk einen physiologischeren Bewegungsablauf, was neben einem stabilen belastbaren Kniegelenk zu einer vollen Beweglichkeit bis 140° Beugung und deutlich verbesserter Haltbarkeit führt, da die Verankerungen der Knieprothese im Ober- und Unterschenkelknochen nicht mehr so stark belastet werden. Es ist außerdem möglich, die "EnduRo-Knieprothese"® computernavigiert (OrthoPilot®)bei Primäroperationen wie auch bei Knieprothesenwechseln einzubringen.

Bestehen neben einer Instabilität des Kapsel-Band-Apparates Knochendefekte des Ober- und/oder Unterschenkelknochens im gelenkbildenden Anteil, werden zum Auffüllen des Defekts sog. "Wedges", bestehend aus Titan, an der Knieprothese befestigt. Hierzu stehen eine Vielzahl verschiedener Formen und Dicken zur Verfügung, da ein Auffüllen des Defekts mit Knochenzement aufgrund mangelnder Stabilität nicht sinnvoll ist.

Sonder-/Tumor-Prothesen

Nach ausgedehnten traumatischen Knochenzerstörungen, wiederholten Operationen an Ober- und Unterschenkel mit ausbleibender Knochenheilung (= Pseudoarthrose) ergeben sich häufig komplexe Defektsituationen, die durch ein Zugrundegehen des Kniegelenkknorpel zusätzlich erschwert werden (= sekundäre Kniegelenkarthrose). Sowohl gutartige wie bösartige primäre Knochentumoren sowie Absiedelungen von bösartigen Tumoren (= Metastase) beeinträchtigen in zunehmendem Maß durch ihre Größe und/oder ihr fortschreitendes Wachstum die Stabilität des betroffenen Knochens und führen in Gelenknähe zum Einbrechen der belasteten Gelenkflächen. In allen diesen Fällen ist eine sorgfältige präoperative Darstellung des Prozesses durch Röntgenaufnahmen, CT und MRT erforderlich. Muss ein Gelenkersatz durchgeführt werden, erfolgt die endoprothetische Gelenkversorgung entweder mit vorkonfigurierten Tumorendoprothesen oder es werden u.U. Spezialprothesen nach Maß angefertigt.

Nachbehandlung

Entscheidend für den Erfolg der Operation und die Haltbarkeit des Hüftgelenks ist sowohl die Nachbehandlung als auch das Verhalten nach der Operation. Noch im Krankenhaus wird durch erfahrene Physiotherapeuten die Bewegung und Belastung geübt. Zur Intensivierung empfiehlt sich in vielen Fällen eine Anschlussheilbehandlung, die in einer ambulanten oder stationären Rehabilitationseinrichtung durchgeführt werden kann.

Nachsorge

Bei der implantierten Knieprothese handelt es sich um ein künstliches Gelenk, das im weiteren Verlauf regelmäßig kontrolliert werden muss. Dabei kann bei der zementierten Ausführung von einer Haltbarkeit von 12 - 15 Jahren ausgegangen werden; die zementfreien Prothesen lockern sich dagegen noch deutlich früher! Postoperativ sollten nach 3, 6 und 12 Monaten klinische Untersuchungen des Kniegelenks sowie Röntgenverlaufskontrollen erfolgen, später in jährlichem Abstand. Dabei ist es sinnvoll, die genannten Untersuchungen immer beim selben Arzt vornehmen zu lassen, damit durch Vergleich eventuelle Veränderungen des Prothesensitzes (= Lockerung) oder der Prothese selbst (= Verschleiß) sofort erkannt und ggf. frühzeitig behandelt werden können.