Endoprothesen – künstliche Gelenke oder Gelenkersatz

Gelenkersatz bei ArthroseUnter Endoprothetik wird der Ersatz eines durch Krankheit oder Unfall zerstörten oder natürlichen Verschleiss abgenutzten Gelenks oder Gelenkanteils durch Fremdmaterial bezeichnet. Das so neu angelegte künstliche Gelenk wird auch als Endoprothese, Gelenkprothese oder als Gelenkersatz bezeichnet. Der Gelenkersatz bleibt auf Dauer im Körper und ersetzt teilweise oder ganz das geschädigte Gelenk.

Der häufigste Grund für das Einsetzen eines Gelenkersatzes ist die Arthrose, ein entweder frühzeitig über das normale Mass hinausgehender oder altersbedingter Gelenkverschleiss. Die Arthrose kann Folge einer übermässigen Belastung des Gelenks, zum Beispiel aufgrund eines erhöhten Körpergewichts oder Leistungssports, von angeborenen oder traumatisch bedingten Fehlstellungen der Extremitäten oder sekundär nach anderen Erkrankungen (z. B. Arthritis = Gelenkentzündung) sein.

Aufgrund der immer älter werdenden Gesellschaft ist der Gelenkersatz aus den Operationssälen nicht mehr wegzudenken. So werdend ca. 160.000 Hüft-Endoprothesen und ca. 90.000 Knieendoprothesen in Deutschland jährlich implantiert.

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Themenübersicht dieses Artikels

Arthrose und andere Gründe für Gelenkersatz

Der medizinische Fortschritt ermöglicht es heute, dass nahezu jedes Gelenk im menschlichen Körper ausgetauscht werden kann. Durch die zunehmend älter werdende Gesellschaft und die dadurch bedingte zunehmende Rate an Arthrose ist der Bedarf an Gelenkersatz enorm gestiegen. Aber auch jüngere Patienten benötigen häufiger einen Gelenkersatz. Aufgrund der Verbesserungen in der Materialentwicklung, den optimierten Operationsverfahren und der besseren Haltbarkeit, werden heute sehr gute Langzeitergebnisse beim Gelenkersatz erzielt. Zwar ist die Arthrose der wichtigste Grund, aber nicht der einzige, warum ein Gelenkersatz notwendig werden kann. Die Im Folgenden sind die wichtigsten Gründe genannt:

Arthrose

Arthrose bezeichnet einen Verschleiss eines Gelenks. Etwa 5 Millionen Menschen leiden in Deutschland an einer Arthrose. Die Arthrose stellt den häufigsten Grund für ein künstliches Gelenk dar. Ursächlich für eine Arthrose können eine übermässige Belastung des Gelenks, zum Beispiel aufgrund eines erhöhten Körpergewichts, oder angeborene oder traumatisch bedingten Fehlstellungen der Extremitäten sein. Tritt die Arthrose als Folge einer anderen Erkrankung (z. B. einer Arthritis = Gelenkentzündung) auf, spricht man von einer sekundären Arthrose. Im Grunde kann jedes Gelenk von einer Arthrose betroffen sein, wobei insbesondere das Kniegelenk von einer Arthrose betroffen ist. Eine Arthrose im Kniegelenk wird als Gonarthrose (Experten für Kniearthrose) bezeichnet. Dagegen ist die Koxarthrose eine Arthrose der Hüfte (Experten für Hüftarthrose) und die Omarthrose eine Arthrose der Schulter (Experten für Schulterarthrose). Ein Gelenkersatz wird dann in Betracht gezogen, wenn die Arthrose über eine medikamentöse Behandlung oder andere Behandlungsmethoden nicht therapierbar ist.

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Fehlstellungen

Durch Fehlstellungen von Extremitäten kommt es ebenfalls zu Arthrose-ähnlichen Abnutzungserscheinungen in den Gelenken. So kann beispielsweise die Hüft-Dysplasie, eine angeborene oder erworbene Fehlstellungen oder eine Störung der Verknöcherung des Hüftgelenks, ein Grund für einen Gelenkersatz der Hüfte sein; Fehlstellungen in der Kniegelenksachse können einen Gelenkersatz des Kniegelenks zur Folge haben.

Nekrosen

Unter Nekrosen wird das Absterben einzelner oder mehrerer Zellen oder Gewebeteile im lebenden Organismus verstanden. So ist beispielsweise die Femurkopfnekrose (Hüftkopfnekrose) durch Absterben eines Teils des knöchernen Oberschenkelknochenkopfes infolge einer verminderten Durchblutung des Knoches (z. B. bei Diabetes mellitus, Alkoholismus oder Verletzungen) charakterisiert.

Gelenkersatz bei Frakturen oder Traumata

Frakturen (Brüche) und Traumata

Nach Frakturen im Bereich des Gelenks muss gelegentlich ein Gelenkersatz eingesetzt werden. Eine typische Fraktur dieser Art ist die Schenkelhalsfraktur. Hierbei kommt es häufig zu einem hüftgelenksnahen Knochenbruch des Halses vom Oberschenkelknochen meist als Folge eines Sturzes auf die Seite. Aber auch Stürze oder Schläge auf die Schulter können Deformitäten der Schulter zur Folge haben, die einen Gelenkersatz erforderlich machen.

Tumoren und Metastasen

Treten Knochentumoren und Metastasen (Tochtergeschwulste) im Bereich des gelenknahen Knochens auf, kann der Knochen soweit geschädigt sein, dass ein Gelenkersatz eingesetzt werden muss. So wird beispielsweise bei proximalen Femurmetastasen (hüftgelenksnahe Tochtergeschwulste im Oberschenkelknochen) ein künstliches Hüftgelenk oder bei Tumoren des proximalen Humerus (schultergelenksnahe Tochtergeschwulste im Oberarmknochen) ein künstliches Schultergelenk eingesetzt.

Arthritis

Eine Arthritis ist eine Gelenkentzündung, auf Basis der sich eine Arthrose entwickeln kann. Tritt diese entzündliche Erkrankung in vielen Gelenken auf, spricht man von einer Polyarthritis. Bei der chronischen Polyarthritis, auch rheumatoide Arthritis genannt, sind vor allem die Finger- und Zehengelenke, aber auch Handgelenk, Kniegelenk, Schulter, Fussgelenk und Hüftgelenke betroffen. Bei schweren Formen, die nicht auf eine medikamentöse Behandlung ansprechen, kann ein Gelenkersatz erforderlich werden.

Luxationen

Unter Luxationen werden Verrenkungen, Ausrenkungen oder Auskugelungen eines Gelenks verstanden. So kommt es beispielsweise bei einer Hüftgelenksluxation zu einer Ausrenkungen oder Auskugelungen des Hüftgelenks. Treten diese Luxationen immer wieder auf und können sie nicht auf eine andere Art behandelt werden, kann die Implantation eines Gelenkersatzes erforderlich sein.

Gelenkversteifung

Bei bestimmte Erkrankungen oder Verletzungen im Bereich des Gelenks wird das betroffene Gelenk versteift, es wird dann von einer Arthrodese gesprochen. Durch die Gelenkversteifung kommt es zu einer erhöhten Abnutzung des Gelenks (Arthrose). Als Folge davon kann wiederum die Implantation eines Gelenkersatzes notwendig werden.

Eigenschaften und Materialien beim Gelenkersatz

Materialien beim GelenkersatzEin künstliches Gelenk muss zahlreiche Bedingungen erfüllen. So muss es beispielsweise körperbeständig (es darf sich nicht durch das Milieu im Körper verändern), körperverträglich (die verwendeten Materialen des künstlichen Gelenks sollten Körper und Organe nicht beeinträchtigen) sowie stabil und möglichst leicht sein. Die heute bei der Gelenkersatz verwendeten Materialen sind meist Metalllegierungen aus Eisen-, Kobalt- und Titanbasis sowie Polyethylen, Keramik und Knochenzement. Da es bis heute noch nicht gelungen ist, eine Schmierung im Gelenkersatz zu erzeugen, kommt es je nach verwendeten Materialen und Verarbeitung durch die Reibung und Bewegung zu einem Abrieb und Lockerung der Endoprothese mit Knochenaufbau und als Folge davon zu granulomatösem Gewebe und einem Metall- oder Keramikbruch sowie zu Korrosionen. Um einen möglichst langlebigen und komplikationsfreien Gelenkersatz zu erhalten, wird ständig an neuen Materialzusammensetzungen, unterschiedlichen Herstellungsarten (z. B. Schmiedelegierungen, Gusslegierungen), Implantationsverfahren (zementfrei bzw. zementiert) und speziellen Oberflächenbehandlungen geforscht.

Zementierter und zementfreier Gelenkersatz

Die Ärzte können einen Gelenkersatz auf unterschiedliche Art und Weise an den noch verbleibenden Knochen fixieren. Nur durch neu gebildete Knochensubstanz wird der Gelenkersatz stabil im Körper verankert. Um diesen Prozess zu beschleunigen und die Passgenauigkeit zu verbessern, wird der Gelenkersatz häufig mit Knochenzement im Knochen verankert, es wird als zementierter Gelenkersatz bezeichnet. Alternativ kann ein Gelenkersatz aber auch zementfrei implantiert werden, dann wird von einem zementfreien Gelenkersatz gesprochen. Es gibt aber auch eine Kombination beider Verfahren, also ein Teil des künstlichen Gelenks wird zementiert (z. B. die Hüftpfannenprothese), der andere Teil zementfrei (z. B. der Schaft der Hüftgelenkprothese) eingesetzt. Dieser Gelenkersatz wird als Hybridendoprothese bezeichnet.

Gelenkersatz des Hüftgelenks – künstliches Hüftgelenk (Hüftgelenksprothese)

Endoprothetik / Gelenkersatz der HüfteEin Gelenkersatz der Hüfte muss gelegentlich nach schweren krankhaften Veränderungen im Hüftgelenk eingesetzt werden. Als häufige und wohl bekannteste Ursache, die zur Abnutzungserkrankung führt, ist die Arthrose. Neben der Arthrose gibt zahlreiche andere angeborene und erworbene Erkrankungen sowie Folgen von Verletzung, die zu einem vorzeitigen Gelenkverschleiss und damit zu einer sekundären Arthrose führen.

Bei einem gesunden, nicht von Arthrose befallenen Hüftgelenk sind die Knochenenden von einer Knorpelschicht überzogen, die eine glatte Fläche darstellt. Durch den Verschleiss bei Arthrose kann es zum einen zu Ablagerungen von Harnsäurekristallen kommen, zum anderen zu einem Abbau der Knorpelsubstanz. Dadurch wird ein gleichmässiger, geschmeidiger Gelenkkontakt unmöglich gemacht. Es kommt zu weiteren Veränderungen an der Hüftpfanne und am Hüftkopf, wodurch sich die Knorpelschichten von Hüftkopf und Hüftpfanne durch Bewegung gegenseitig immer mehr abreiben. In der Folge kommt es zu Schmerzen bei Belastung (z. B. beim Gehen von bereits kurzen Gehstrecken) und schliesslich auch im Ruhezustand. Zwar gibt es auch nichtoperative Behandlungsmethoden, doch wenn diese nicht mehr zu einer Schmerzfreiheit und zu einer Wiederherstellung der Beweglichkeit führen, sollte ein Gelenkersatz der Hüfte zur Verbesserung der Lebensqualität in Betracht gezogen werden.

Beim Gelenkersatz der Hüfte werden Teilendoprothesen und Totalendoprothesen (= TEP) unterschieden. Während bei den Teilendoprothesen nur der Oberschenkelhals und der Hüftkopf ersetzt werden und die Hüftpfanne erhalten bleibt, wird bei der Totalendoprothese sowohl der Oberschenkelhals, der Hüftkopf als auch die Hüftpfanne durch den Gelenkersatz ersetzt. Bei zementiertem Gelenkersatz werden der Schaft und die Pfanne des künstlichen Gelenks mit Knochenzement am Knochen verankert. Bei einem zementfreien Gelenkersatz wächst das künstliche Gelenk ohne die Verwendung von Knochenzement in den Knochen ein.

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Gelenkersatz des Kniegelenks – künstliches Kniegelenk (Kniegelenksprothese)

Gelenkersatz des KniegelenksNeben der Arthrose gibt es weitere Störungen, die eine übermässige Abnutzung des Gelenkknorpels und Knochens zur Folge haben sein. Dazu gehören Fehlbelastungen durch Verformungen des Beines (O-Bein oder X-Bein) sowie alte Verletzungen oder Entzündungen im Kniegelenk. Wenn die Knorpelschichten aufeinander reiben, wird der Knorpel im Laufe der Zeit abgerieben. Durch die Freilegung des Knochens kommt es zu Schmerzen bei Bewegung. Starke Schmerzen sind die Folge.

Die zerstörten Gelenkteile können durch einen Gelenkersatz ausgetauscht werden. Je nach Ausmass des durch Arthrose zerstörten Kniegelenks werden drei Kniegelenksprothesen unterschieden: Der einseitige Oberflächen-Gelenkersatz wird dann eingesetzt, wenn nur eine Seite des Kniegelenks durch Arthrose zerstört, die übrigen Teile des Kniegelenks (die Bänder, der andere Gelenkanteil, die Kniescheibe) noch funktionsfähig sind. Die sogenannte Schlittenprothese kommt beispielsweise dann zur Anwendung, wenn alle Bänder am Kniegelenk funktionsfähig sind und nur einer der beiden Gelenkknorren eine Schädigung des Gelenkknorpels vorweist. Diese Operation wird häufig in minimalinvasiver Technik durchgeführt. Ein kompletter Oberflächenersatz ist dann erforderlich, wenn durch die Arthrose mehrere Teile des Kniegelenks (Knorpel und ggf. Kreuzbänder) zerstört sind; allerdings müssen die Seitenbänder noch intakt sein. Der vollständige, achsgeführte Gelenkersatz ist immer dann notwendig, wenn das gesamte Kniegelenk, also einschliesslich Gelenkknorpel und Bänder durch die Arthrose zerstört sein oder eine deutliche Achsabweichung zwischen Oberschenkelknochen und Unterschenkelknochen besteht.

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Komplikationen beim Gelenkersatz

Patienten mit Gelenkersatz sollten sich regelmässig klinisch untersuchen (z. B. auf Rötungen oder Schwellungen der Haut, auf Funktionsänderungen) und ein Röntgenbild erstellen lassen, um frühzeitig Komplikationen oder Veränderungen am Knochen oder dem künstlichen Gelenk zu erkennen. Zu diesen Veränderungen gehören zum Beispiel Osteolyseherde, Frakturen, Abriebserscheinungen oder Lockerungszeichen. Komplikationen können bereits beim Einsetzen des künstlichen Gelenks (intraoperative Komplikationen) oder nach der Operation (postoperative Komplikationen) auftreten, sie können früh oder spät einsetzen. Zu den wichtigsten Komplikationen zählen:

Infektionen

Infektionen gehören zu den gefürchtetsten Komplikationen in der Endoprothetik. Sie müssen immer sehr ernst genommen werden, da sie im schlimmsten Fall zu einer Entfernung der Prothese führen können, da die Infektion in der Regel zu einer Lockerung der Prothese führt. Tritt eine Frühinfektion, d. h. eine Infektion innerhalb des ersten Jahres, auf, hat sie meist ihren Ursprung in nicht sterilen Operationssälen oder infizierten Operationswunden. Kommt es zu einer Spätinfektion, ist sie häufig Folge einer Infektionskrankheit. Äussere Zeichen einer Infektion des künstlichen Gelenks sind Schwellung, Rötung, übermässiges Fieber, Sekretion und Schmerzen.

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Intraoperative Komplikationen

Jede Operation ist mit allgemeinen Risiken, das Einsetzen eines künstlichen Gelenks mit spezifischen Risiken behaftet. Dazu gehören zum Beispiel Gefässverletzungen, Nervenverletzungen, Frakturen, Schaftsprengung oder Schaftperforation, Luxationen oder Fehlstellungen (durch falsche Positionierung), falsche Beinlänge (bei Gelenkersatz der Hüfte), Prothesen-Lockerung (durch ungenügende Fixierung) oder Instabilität. Durch umsichtiges Operieren lassen sich diese Komplikationen meist vermeiden.

Postoperative Komplikationen

Neben Thrombosen und Embolien sowie Druckgeschwüren und einem reduzierten Allgemeinzustand kann es nach der Gelenkersatz-Operation zu Schwellungen (mit Wassereinlagerung und reduzierter Wundheilung), Hämatomen und Nachblutungen, Luxationen (gelegentlich in den ersten Tagen der Mobilisation durch die noch geschwächte Muskulatur), Steifigkeit (z. B. bei Gelenkersatz im Knie durch zu spät einsetzende Bewegung oder bei Gelenkersatz in der Hüfte durch Kalkablagerungen) kommen.

Späte Komplikationen

Ermüdungsbrüche von Gelenkersatz kommen nur noch selten vor, da die heute verwendeten Materialen und Verfahren diese Gefahr nahezu ausschliessen. Dagegen ist mit Femurschaftfrakturen bei Gelenkersatz der Hüfte (Hüft-TEP) oder des Knies (Knie-TEP) im Bereich des künstlichen Gelenks oder unterhalb der Endoprothese eher zu rechnen. Dies ist insbesondere der Osteoporose im hohen Alter geschuldet. Ein relativ häufig auftretendes Problem sind Lockerungen des Gelenkersatzes, zu denen es aufgrund starker Belastungen bereits nach 10 bis 15 Jahren kommen kann. Der Gelenkersatz verliert die Verankerung und dadurch die Stabilität im Knochen.

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Operationstechnik

Die Gelenkersatz-Operation wird entweder über eine Rückenmarkbetäubung als Teilnarkose oder in Vollnarkose durchgeführt. In beiden Fällen empfindet der Patient keine Schmerzen. Je nachdem, welches Gelenk ausgetauscht werden soll und welche Operationsart gewählt wird, dauert die Operation zwischen 45 und 120 Minuten. Manche Gelenke können auch mittels minimalinvasiven Verfahren ausgetauscht werden.

Operation bei Gelenkersatz des Hüftgelenks

Die Muskulatur wird nach dem Aufschneiden der Haut zur Seite geschoben. Dadurch wird das Hüftgelenk freigelegt. Nachdem der Oberschenkelhals durchtrennt und der zerstörte Hüftkopf entfernt wurde, wird die erkrankte Hüftpfanne ausgefräst. Die neue, künstliche Hüftpfanne kann anschliessend verankert werden. Damit der neue, künstliche Schaft exakt sitzt, muss der Knochenmarkraum des Oberschenkelknochens entsprechend präpariert werden. Indem der Prothesenkopf auf den Prothesenschaft aufgesetzt und eingepasst wird, werden die beiden Teile zu dem Gelenkersatz zusammengefügt. Anschliessend werden noch die Muskeln vernäht und die Wunde wieder verschlossen.

Operation bei Gelenkersatz des Kniegelenks

Standardmässig wird die Operation von vorne durchgeführt. Wird die Kniescheibe zur Seite geschoben, sind alle Teile des Kniegelenks gut sichtbar. Je nach Ausmass der Gelenkzerstörung durch die Arthrose werden zerstörte Knochenteile und Knorpelreste sowie der Meniskus entfernt. Mithilfe von zuvor angefertigten Schablonen wird der Knochen so präpariert, dass die einzusetzenden Prothesen-Teile exakt passen. Der Gelenksersatz wird, nachdem der korrekte Sitz und die Beweglichkeit des künstlichen Gelenks geprüft wurden, am Knochen fixiert. Die Operationsöffnung wird anschliessend zugenäht.

Nachbehandlung

Reha nach GelenkersatzEntscheidend für den Erfolg der Operation und die Langlebigkeit des künstlichen Gelenks sind Nachbehandlung und das Verhalten des Patienten. Ein Physiotherapeut leitet den Patienten an, damit dieser das Gelenk wieder benutzen und die täglichen Verrichtungen des Lebens wieder selbständig erledigen kann. Um rechtzeitig Komplikationen, die sich langsam entwickeln und sich zunächst nicht durch Beschwerden zeigen können, zu erkennen, sollte der Patient in den Jahren nach der Operation regelmässig zu den Nachuntersuchungen gehen.

Weitere Informationen zur Endoprothetik auf www.operation-endoprothetik.de