Knieendoprothetik - weiterführende bzw. tiefer gehende Informationen

Bei einseitiger Arthrose des Kniegelenkes, wenn also nur die Innen- oder Außenseite des Kniegelenkes verschlissen ist (unikompartimentelle Gonarthrose), kann bei erhaltenen Kreuzbändern eine Schlittenprothese eingesetzt werden. Die Arthrose sollte bei Implantation einer Schlittenprothese mit freiliegendem Knochen fortgeschritten sein (Knochen/Knochen-Kontakt, „bone to bone“-Kontakt).

Als Basisdiagnostik sollte u.a. eine Röntgenaufnahme mit Beinganzaufnahme unter Belastung sowie ergänzende Röntgenaufnahmen mit seitlichem Stress (Valgus-Stress) erfolgen, um eine genaue Analyse des Verschleißes durchführen zu können. Ergänzend wird in der Regel eine MRT-Diagnostik (Kernspintomotgraphie) des Kniegelenkes, u.a. zur Überprüfung des Knorpel- und Kreuzbandstatus, durchgeführt.

Bei Versagen konservativer Therapiemaßnahmen kann bei entsprechendem Leidensdruck des Patienten und nach genauer diagnostischer Analyse mit körperlicher Untersuchung und bildgebender Diagnostik die Indikation zu einer Schlittenprothese gestellt werden. Ziel der Schlittenprothese ist dabei der Ersatz der verschlissenen Knorpeloberflächen des betroffenen Kniegelenkabschnitts (innen oder außen). Die Schlittenprothese besteht aus einer Metallkomponente für den Oberschenkelknochen und den Schienbeinkopf sowie aus einem Kunststoffeinsatz aus Polyethylen.

Bei korrekter Implantation einer Schlittenprothese in einem Zentrum können ähnliche Standzeiten der Schlittenprothese im Vergleich zur Totalprothese erreicht werden. Patienten mit Schlittenprothese geben oft ein natürliches Körpergefühl trotz künstlichem Gelenkersatz an („the forgotten knee“ – „das vergessene Knie“).
 

>> Link auf YouTube - Kann man Gelenkteile ersetzen? (externer Verweis)
 

An den kurzstationären Aufenthalt schließt sich eine ambulante oder stationäre Rehamaßnahme an. Patienten mit Schlittenprothese sind schnell wieder aktiv und erreichen rasch eine annähernd volle Beweglichkeit des Kniegelenkes und können somit wieder zügig in den Alltag zurückkehren.

Liegen fortgeschrittene degenerative Veränderungen in mehreren Bereichen des Kniegelenks vor, so kann bei hohem Leidensdruck eine Totalendoprothese implantiert werden. Man spricht hierbei auch von einem bikondylären Oberflächenersatz, da die Oberflächen beider Anteile (Kompartimente) des Gelenks zwischen Ober- und Unterschenkel ersetzt werden. Gelegentlich (in ca. 5% der Patienten) wird zusätzlich auch die Rückfläche der Kniescheibe ersetzt.

Voraussetzungen zur Implantation einer Totalendoprothese am Kniegelenk sind:

- eine fortgeschrittene Arthrose („Gelenkverschleiß“) in mehr als einem Kompartiment und

- ein hoher Leidensdruck mit deutlicher Einschränkung der persönlichen Lebensqualität und Versagen der nicht-operativen Therapie.

- Daneben kommen in speziellen Fällen auch andere Indikationen in Frage, wie beispielsweise kniegelenksnahe Tumoren oder zunehmende Fehlstellungen des Gelenks.

Eine Totalendoprothese am Kniegelenk wird über einen geraden Schnitt mittig über dem Kniegelenk operiert. Die unter der Haut liegende Gelenkkapsel wird in aller Regel auf der Innenseite der Kniescheibe eröffnet. Nach entsprechender Präparation des Gelenks werden die gelenktragenden Oberflächen des Ober- und Unterschenkels sparsam entfernt und anschließend mit metallischen Implantaten überkront. Hierbei wird eine Fehlstellung des Gelenks (O- oder X-Bein) in aller Regel korrigiert, so dass das Bein anschließend gerade ist. Die Implantate werden mit „Knochenzement“ aus Polymethylmethacrylat (PMMA) fixiert. Zwischen die beiden metallischen Kronen wird eine Kunststoffplatte („Inlay“) als Gleitschicht eingebracht. Die Rückfläche der Kniescheibe kann ebenfalls mit einer Kunststoffoberfläche überkront werden, wobei dies nur in wenigen Fällen erforderlich ist. Anschließend wird das Gelenk gespült und mit Hautklammern verschlossen. Zumeist verzichten wir auf eine Drainage. Sowohl eine Voll- als auch eine Rückenmarksnarkose sind möglich.

>> Link auf YouTube - Woraus besteht ein künstliches Kniegelenk? (externer Verweis)

Die Oberschenkelkomponente der verwendeten Kniegelenkendoprothese besteht i.d.R. aus einer Chrom-Kobalt-Molybdän-Legierung, das Unterschenkelimplantat überwiegend aus Titan. Das Inlay besteht aus hochvernetztem Polyethylen. Ein in unserem Hause verwendetes Standardimplantat der Fa. Stryker (Triathlon) ist eines der weltweit am häufigsten verwendeten Knieprothesensysteme mit sehr guten Langzeitergebnissen. Der Jahresbericht 2018 des Australischen Endoprothesenregisters beispielsweise zeigt eine 10-Jahres-Überlebensrate der von uns verwendeten Implantate von ca. 97 % (https://aoanjrr.sahmri.com/annual-reports-2018 - externer Verweis).
 

Knie-Totalendoprothese (Typ Triathlon CR, Firma Stryker, mit freundlicher Genehmigung)
Zu sehen sind die Metallkomponenten für den Ober- und Unterschenkelknochen sowie das dazwischen liegende Inlay aus Polyethylen.
 

Röntgenkontrolle nach OP u.a. zur Überprüfung des Prothesensitzes

>> Link auf YouTube - Spielen Allergien eine Rolle? (externer Verweis)

Bei bestehenden Allergien gegen Metalle oder Teile des Knochenzements sind auch andere Spezialimplantate verfügbar (z.B. Legion Oxinium der Fa. Smith & Nephew). Auch hierfür sind im Australischen Endoprothesenregister ausgezeichnete Überlebensraten beschrieben.
 

Literatur zum Thema aus dem König-Ludwig-Haus (Verlinkungen - blau gekennzeichnet - führen auf das jeweilige frei erhältliche PDF):

Rudert M, Petersen W: Der Teilgelenkersatz am Kniegelenk : Eine anspruchsvolle Technik. Operative Orthopadie und Traumatologie 2017, 29(1):2-3.

Arnholdt J, Holzapfel BM, Sefrin L, Rudert M, Beckmann J, Steinert AF: Individualisierte unikondylare Kniegelenkendoprothetik : Einsatz patientenspezifischer Implantate und Instrumente. Operative Orthopadie und Traumatologie 2017, 29(1):31-39.

Nedopil AJ, Howell SM, Rudert M, Roth J, Hull ML: How Frequent Is Rotational Mismatch Within 0 degrees +/- 10 degrees in Kinematically Aligned Total Knee Arthroplasty? Orthopedics 2013, 36(12):E1515-E1520.

In unserem Hause erfolgt standardmäßig eine Planung der Achskorrektur an Hand von kalibrierten radiologischen Planungsaufnahmen. In der Operation wird diese Ausrichtung zur Festlegung der knöchernen Resektion angewandt und mit der während des Eingriffs vorgefundenen Situation überprüft.

Bei der in der Orthopädischen Klinik König-Ludwig-Haus verwendeten ConforMIS Technologie (externer Verweis) wird der Teil- oder Vollersatz entsprechend der individuellen Anatomie des Patienten hergestellt. Für jeden Patienten wird ein maßgeschneidertes Implantat, das eine genaue Abbildung der Oberflächenstruktur des Kniegelenkes darstellt durch eine computertomographische Untersuchung angefertigt. Der Herstellungsprozess der individuellen Knieprothese dauert in etwa sechs bis acht Wochen. Es stehen zwei Oberflächenersatzimplantate für einen Teilersatz zur Verfügung: (iUni und iDuo) sowie ein Implantat für den vollständigen Kniegelenksersatz (iTotal).

>> Link auf YouTube - Individuelle Knieimplantate - Patienteninformation von Prof. Maximilian Rudert (Conformis Europe GmbH)

Das iUni Implantat stellt einen sogenannten unikompartimentellen Oberflächenersatz dar. In diesem Fall wird nur die Oberfläche eines Knieabschnittes ersetzt bei Patienten mit Arthrose des medialen (Innenseite) oder lateralen (Außenseite) Kompartiments. Das iDuo Implantat ist ein sog. bikompartimenteller Ersatz und ersetzt in der Regel das mediale und das patellofemorale (im Bereich der Kniescheibe) Kompartiment.

>> Link auf YouTube - Warum sollte ich mich für das König-Ludwig-Haus entscheiden? (externer Verweis)

Literatur zum Thema aus dem König-Ludwig-Haus (Verlinkungen - blau gekennzeichnet - führen auf das jeweilige frei erhältliche PDF):

Arnholdt J, Kamawal Y, Holzapfel BM, Ripp A, Rudert M, Steinert AF: Evaluation of implant fit and frontal plane alignment after bi-compartmental knee arthroplasty using patient-specific instruments and implants. Arch Med Sci 2018, 14(6):1424-1431.

Steinert AF, Beckmann J, Holzapfel BM, Rudert M, Arnholdt J: Bicompartmental individualized knee replacement : Use of patient-specific implants and instruments (iDuo). Operative Orthopadie und Traumatologie 2017, 29(1):51-58.

Steinert AF, Rudert M: Individualisierte Kniegelenksendoprothetik : Patientenspezifische Instrument- und Implantatsysteme. Orthopade 2016, 45(4):279.

Steinert AF, Sefrin L, Hoberg M, Arnholdt J, Rudert M: Individualendoprothetik am Kniegelenk. Orthopade 2015, 44(4):290-292, 294-301.

Auch der Wechsel einer Knie-Prothese ist in Deutschland eine relativ selten durchgeführte Operation und bedarf großer Erfahrung in der Ursachenabklärung und der operativen Durchführung. Die Orthopädische Klinik König-Ludwig-Haus gehört bundesweit zu den vier Kliniken mit der meisten Erfahrung für erneute Operationen (sog. Revision) einer Knie-Prothese (www.weisse-liste.de - externer Verweis). Als zertifiziertes (endocCert - externer Verweis) Endoprothetik Zentrum der Maximalversorgung (EPZmax) sind wir eine bundesweite Anlaufstelle für Patienten mit einer schmerzhaften Knie-Prothese.

Für gesetzliche und privat versicherte Patienten mit Problemen nach Knieprothesenimplantation bieten wir eine regelmäßig stattfindende Spezialsprechstunde an. Als Lehrstuhl für Orthopädie der Universität Würzburg greifen wir zur Ursachenabklärung auf modernste Techniken, wie eine spezielle MRT (Kernspin) Untersuchung bei einliegender Knie-Prothese, aber auch auf erprobte Verfahren wie die Punktion des Gelenkes zurück.

Die häufigsten Ursachen für den Wechsel einer Knie-Prothese sind die Lockerung und die Infektion. Nachdem eine Diagnose gestellt wurde, besprechen wir mit dem Patienten die Therapiemöglichkeiten. Diese reichen vom Wechsel einzelner Teile der Prothese (Komponentenwechsel), über den Wechsel der kompletten Prothese im Rahmen einer Operation (einzeitiger Wechsel) bis hin zum Wechsel über mehrere Operationen (mehr -oder zweizeitiger Wechsel). Hierfür stehen uns ein breites Spektrum von Prothesenmodellen und Sonderimplantaten zur Verfügung.

Literatur zum Thema aus dem König-Ludwig-Haus (Verlinkungen - blau gekennzeichnet - führen auf das jeweilige frei erhältliche PDF):

Boelch SP, Arnholdt J, Holzapfel BM, Jakuscheit A, Rudert M, Hoberg M: Revision knee arthroplasty with rotating hinge systems in patients with gross ligament instability. International orthopaedics 2018, 42(12):2825-2833.

Rudert M: Periprosthetic Defects of the Knee. Operative Orthopadie und Traumatologie 2015, 27(1):5.

Rudert M, Holzapfel BM, von Rottkay E, Holzapfel DE, Noeth U: Impaction bone grafting for the reconstruction of large bone defects in revision knee arthroplasty. Operative Orthopadie und Traumatologie 2015, 27(1):35-46.

Konrads C, Brieske S, Holder M, Walcher M, Rudert M, Hoberg M: Outcome of isolated polyethylene tibial insert exchange after primary cemented total knee arthroplasty. International orthopaedics 2015, 39(6):1093-1097.

Sieker JT, Rudert M, Steinert AF: Symptomatic loosening of a total knee arthroplasty caused by a tibial chondrosarcoma - a case report. SpringerPlus 2014, 3:308.

>> Link auf YouTube - Kann ich Infektionen vermeiden? (externer Verweis)

Der Wechsel einer infizierten Prothese ist eine seltene Operation. Dennoch bedarf sie großer Erfahrung um eine erfolgreiche Behandlung der Infektion sowie die Wiederherstellung der Gelenkfunktion zu erreichen. Die Orthopädische Klinik König-Ludwig-Haus ist Endoprothetik Zentrum der Maximalversorgung und dient in dieser Funktion als hoch-spezialisierte Klinik für zuweisende Krankenhäuser und niedergelassene Orthopäden, die infizierte Prothesen nicht oder nur selten behandeln.

Prinzipiell sind zwei Situationen bei einer infizierten Prothese zu unterscheiden: Eine akute Infektion mit kurzer Symptomdauer und eine chronische Infektion mit langer Symptomdauer. Zu Beginn der Diagnosestellung erfolgt eine Befragung und Untersuchung des Patienten sowie eine Blutentnahme. In Einzelfällen kann dann schon die Diagnose gestellt werden. Üblicherweise erfolgt in einem nächsten Schritt die Probengewinnung aus dem Gelenk, welche zur Bestätigung der Diagnose beiträgt.

Die erfolgreiche Therapie einer infizierten Prothese gelingt in der Regel nur durch eine erneute Operation des betroffenen Gelenks. Zwei Strategien werden dabei unterschieden: Die Spülung der Prothese mit dem Wechsel austauschbarer Prothesenteile (Komponentenwechsel) und die vollständige Entfernung der Prothese. Üblicherweise ist bei einer chronischen Infektion eine vollständige Entfernung der Prothese erforderlich. Dabei wird in unserer Klinik zunächst ein sogenannter Platzhalter („Spacer“) eingesetzt, der das Gelenk zunächst stabilisiert und im betroffenen Gelenk antibiotisch wirkt. In einer zweiten Operation wird nach einer Dauer von ungefähr 6 bis 12 Wochen eine neue Prothese eingesetzt (zweizeitiger Wechsel). In Einzelfällen ist dies bereits nach einem kurzen Intervall von 2 bzw. 3 Wochen möglich.

Für den Prothesenwiedereinbau halten wir ein breites Spektrum an Prothesenmodellen und Sonderimplantaten vor, zum Beispiel anti-allergisch beschichtete Implantate und Implantate zur Kompensation von Knochendefekten.

In der Orthopädischen Klinik König-Ludwig-Haus behandelt Sie im Fall einer Infektion ein hoch spezialisiertes Team aus Orthopäden in enger Zusammenarbeit mit Mikrobiologen sowie Infektiologen. Um Keime gezielt medikamentös zu behandeln und bei Patienten mit vielen Vorerkrankungen internistische Mitbetreuung zu gewährleisten, arbeiten wir dabei im engen Kontakt mit der Uniklinik Würzburg zusammen.

Literatur zum Thema aus dem König-Ludwig-Haus (Verlinkungen - blau gekennzeichnet - führen auf das jeweilige frei erhältliche PDF):

Konrads C, Franz A, Hoberg M, Rudert M: Similar Outcomes of Two-Stage Revisions for Infection and One-Stage Revisions for Aseptic Revisions of Knee Endoprostheses. The journal of knee surgery 2018.

Boelch SP, Weissenberger M, Spohn F, Rudert M, Luedemann M: Insufficient sensitivity of joint aspiration during the two-stage exchange of the hip with spacers. Journal of orthopaedic surgery and research 2018, 13(1):7.

Ludemann M, Munoz P, Wagner M, Malzahn U, Horas K, Heuschmann P, Rudert M: Effekt topischer Antiseptika zur Prophylaxe periprothetischer Infektionen. Zeitschrift fur Orthopadie und Unfallchirurgie 2018, 156(5):567-573.

Boelch SP, Roth M, Arnholdt J, Rudert M, Luedemann M: Synovial Fluid Aspiration Should Not Be Routinely Performed during the Two-Stage Exchange of the Knee. Biomed Res Int 2018, 2018:6720712.

Boelch SP, Jakuscheit A, Doerries S, Fraissler L, Hoberg M, Arnholdt J, Rudert M: Periprosthetic infection is the major indication for TKA revision - experiences from a university referral arthroplasty center. BMC musculoskeletal disorders 2018, 19(1):395.

Lüdemann M, Konrads C, Rudert M: Polymethylmethacrylat (PMMA)-Knochenzement als Medikamententräger in der Endoprothetik. Chirurgische Allgemeine Zeitung 2017, 18(10):455-459.

Boelch SP, Jordan MC, Arnholdt J, Rudert M, Luedemann M, Steinert AF: Loading with vancomycin does not decrease gentamicin elution in gentamicin premixed bone cement. J Mater Sci Mater Med 2017, 28(7):104.

Hoberg M, Konrads C, Engelien J, Oschmann D, Holder M, Walcher M, Steinert A, Rudert M: Similar outcomes between two-stage revisions for infection and aseptic hip revisions. International orthopaedics 2016, 40(3):459-464.

Luedemann CM, Schuetze N, Rudert M: Diagnosis of periprosthetic hip infections. Operative Orthopadie und Traumatologie 2015, 27(3):237-250.

Boelch SP, Rueckl K, Fuchs C, Jordan M, Knauer M, Steinert A, Rudert M, Luedemann M: Comparison of Elution Characteristics and Compressive Strength of Biantibiotic-Loaded PMMA Bone Cement for Spacers: Copal(R) Spacem with Gentamicin and Vancomycin versus Palacos(R) R+G with Vancomycin. Biomed Res Int 2018, 2018:4323518

Eine weitere Spezialisierung in unserem Hause ist die periprothetische Traumatologie, d.h. Knochenbrüche um die Prothese. Knochenbrüche (Frakturen) in unmittelbarer Nähe von einliegenden Prothesen stellen für den behandelnden Orthopäden eine große Herausforderung dar. Für eine erfolgreiche Behandlung sind nicht nur Kenntnisse in der Wechsel-Endoprothetik, sondern auch das Wissen um die Verletzungen des Bewegungsapparates essentiell. Wir arbeiten eng mit der Unfallchirurgischen Klinik der Uniklinik Würzburg zusammen. Bei ausgedehnten Knochendefekten und gleichzeitig bestehendem Knochenbruch ist manchmal auch ein Prothesenwechsel erforderlich. Meist muss hierbei auf Revisionsimplantate zurückgegriffen werden. Hier haben wir ebenfalls eine besonders lange Erfahrung und Expertise.

Literatur zum Thema aus dem König-Ludwig-Haus:

Holzapfel BM, Prodinger PM, Hoberg M, Meffert R, Rudert M, Gradinger R: Periprothetische Frakturen bei Huftendoprothese : Klassifikation, Diagnostik und Therapiestrategien. Orthopade 2010, 39(5):519-535.

Bei größeren operativen Eingriffen, wie z.B. Wechseloperationen von Kunstgelenken, aber auch in der operativen Therapie von Knochentumoren und tumorähnlichen Läsionen, können größere Knochendefekte entstehen. Knochengewebe weist zwar die Fähigkeit zur selbständigen Regeneration auf, in vielen Fällen reicht dieser Reparaturmechanismus jedoch nicht aus, um den Defekt wieder vollständig aufzufüllen.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, Knochendefekte zu therapieren:

Körpereigener Knochen
Körpereigener Knochen (autologer Knochen) kann z.B. aus dem Beckenkamm oder auch aus den Enden der langen Röhrenknochen gewonnen werden, um ihn in den Defektbereich einzubringen. Vorteil des Verfahrens ist das gute biologische Heilungspotential des körpereigenen Knochens. Aus diesem Grund wird dieses Verfahren wann immer möglich der Vorzug gegeben. Die Menge an körpereigenem Knochen ist jedoch limitiert. Für größere Defekte ist die verfügbare Menge mitunter nicht ausreichend.

Knochen von Knochenspendern
Über ein besonderes Herstellungsverfahren (TELOS Knochenbank) kann überschüssiges Knochenmaterial, das bei orthopädischen Operationen anfällt aufbereitet und sterilisiert werden. Es steht dann für andere Patienten als Spendermaterial zur Verfügung oder wird für die Forschung verwendet. In der Orthopädischen Klinik König Ludwig Haus wird eine hausinterne Knochenbank betrieben. Vorteil gegenüber dem körpereigenen Knochen ist die höhere Verfügbarkeit. In der eigenen Knochenbank werden die Materialien nach zertifizierten Vorgaben aufbereitet und gelagert, so dass praktisch kaum eine Möglichkeit für die Übertragung von Krankheiten dadurch besteht. Zu diesem Zweck wurde an der Orthopädischen Klinik König-Ludwig-Haus bereits in der 90er Jahren eine sog. „Knochenbank“ etabliert und 2013 und 2018 gem. §§20b und c Arzneimittelgesetz (AMG) und §8 Abs. d Transplantationsgesetz (TPG) erfolgreich re-zertifiziert. Dadurch kann anfallender Knochen geeigneter und schriftlich eingewilligter Spender nach strengen Regeln gewonnen, geprüft, aufgearbeitet und gelagert (kryokonserviert) werden, um im Bedarfsfall als Transplantat für weitere Patienten verwendet werden zu können.

Knochenersatzmaterialien
Die Anwendung von synthetischen Knochenersatzmaterialen mit qualitativ ähnlichen Eigenschaften wie körpereigener Knochen, ist eine weitere Möglichkeit Knochendefekte zu behandeln. Verschiedene Materialien kommen dabei zum Einsatz: Am häufigsten werden keramische Knochenersatzmaterialien eingesetzt (ß-Tricalciumphosphat oder Hydroxylapatit). Die Materialien können in unterschiedlichen Formen und Zusammensetzungen hergestellt und kommerziell bezogen werden. Sie eignen sich besonders für kleinere Defekte, da sie keine biologische Heilungspotenz haben. Sie dienen dem vorhandenen Knochen als Leitschiene, um einen Defekt zu verschließen.

In der Orthopädischen Klinik König Ludwig Haus werden alle Möglichkeiten des Knochenersatzes angewendet. Jedes dieser Verfahren hat seine Vor- und Nachteile, so dass Ihr Arzt für sie das beste Verfahren auswählen kann. Es ist möglich die unterschiedlichen Verfahren zu kombinieren, um besonders große Knochendefekte zu behandeln.

Literatur zum Thema aus dem König-Ludwig-Haus (Verlinkungen - blau gekennzeichnet - führen auf das jeweilige frei erhältliche PDF):

Hoberg M, Holzapfel BM, Steinert AF, Kratzer F, Walcher M, Rudert M: Defektadaptierte Versorgung azetabularer Knochendefekte mit dem Revisio-System. Orthopade 2017, 46(2):126-132.

Rudert M, Holzapfel BM, von Rottkay E, Holzapfel DE, Noeth U: Impaction bone grafting for the reconstruction of large bone defects in revision knee arthroplasty. Operative Orthopadie und Traumatologie 2015, 27(1):35-46.

Hettich G, Schierjott RA, Ramm H, Graichen H, Jansson V, Rudert M, Traina F, Grupp TM: Method for quantitative assessment of acetabular bone defects. Journal of orthopaedic research : official publication of the Orthopaedic Research Society 2018.

Holzapfel BM, Rudert M, Hutmacher DW: Gerüstträgerbasiertes Knochen-Tissue-Engineering. Orthopade 2017, 46(8):701-710.

https://www.med.uni-wuerzburg.de/orthopaedie/bernhard-heine-centrum-fuer-bewegungsforschung/klinische-forschung/translationale-orthopaedische-chirurgie/

https://www.med.uni-wuerzburg.de/orthopaedie/bernhard-heine-centrum-fuer-bewegungsforschung/

https://www.med.uni-wuerzburg.de/mcw/startseite/


(alle Verweise sind externe Verweise)