Revisionsendoprothetik des Hüftgelenkes: Indikationen für die Hüftrevision

Für die Indikationsstellung einer Revisionsoperation ist es von besonderer Wichtigkeit eine Lockerung des Implantates möglichst frühzeitig zu erkennen, da diese in der Regel zu einem kontinuierlichen Knochenverlust führt (Abb. 1). Dies wiederum führt dazu, dass die Revisionsoperation aufwendiger wird und die verwendeten Implantate zunehmend größer bzw. komplexer werden.

Jeder, insbesondere neu aufgetretener Belastungs- und Bewegungsschmerz sollte an eine Lockerung des Implantates denken lassen. Auf der anderen Seite sind Lockerungen anfänglich häufig beschwerdefrei. Auch wurde ein direkter Zusammenhang der oft symptomlosen, frühzeitigen Migrationen mit späteren Lockerungen von Prothesenpfannen gesehen (Krismer et al. 1996, 1997; Mjöberg 1991; Snorasson und Kärholm 1990). Daher sollte eine Pfanne mit progredienten Migrationen auch bei symptomlosen Patienten revidiert werden.

Die Festlegung des richtigen Zeitpunktes für die Revisionsoperation wird darüber hinaus dadurch erschwert, dass keine einheitlich gültige Definition für eine Implantatlockerung existiert und abhängig von der verwendeten Definition die Lockerungsraten im gleichen Patientenkollektiv um den Faktor 2 schwanken kann (Brand et al. 1986). Darüber hinaus weist die Röntgenbildanalyse eine relativ hohe Messfehlerbreite auf, sodass Übereinstimmungen zwischen verschiedenen Untersuchern für die Schaftlockerung nur in 87 % und für die Pfannenlockerung sogar nur von 46 % gefunden wurden (Brand et al. 1985). Somit stellt sich die Frage nach den geeigneten Untersuchungsmethoden und bildgebenden Verfahren für die Diagnostik der Implantatlockerung.

Für die Röntgendiagnostik sind die angegebenen Sensitivitäten und Spezifitäten sehr unterschiedlich, wohl aufgrund der beschriebenen unterschiedlich verwendeten Definitionen. Häufig werden die Kriterien von Brand et al. (1985) angewendet.

Sichere Pfannenlockerungen zeigen einen kompletten Saum ab 2 mm Breite, eine Positionsänderung >4 mm in horizontaler oder vertikaler Richtung oder eine Winkeländerung von mehr als 4 Grad. Für den Schaft liegt eine Lockerung bei einem Lockerungssaum >2 mm Breite, einem Einsinken des Schaftes >4 mm oder dem Nachweis eines Zementbruches vor. In einer Meta-Analyse berechneten Temmerman et al. (2005b) für die Röntgendiagnostik der Schaftlockerung eine durchschnittliche Sensitivität von 82 % und Spezifität von 81 %. Für die Pfannenlockerung werden Sensitivitäten zwischen 50 % und 85 % in neueren Arbeiten angegeben und Sensitivitäten zwischen 78 % und 100 % (Ovesen et al. 2003; von Koch et al. 2004; Temmerman et al. (2005a).

Als weiteres Diagnoseverfahren kommt die 3-Phasenskelettszinitgrafie als Technetium-99m-Methylendiphosphonat-Szintigrafie in Frage. Diese sollte nicht vor 8 bis 10 Monaten nach zementierten und 12 Monaten nach zementlosen Implantaten eingesetzt werden, da vorher regelhaft noch physiologische Anreicherungen zu sehen sind. Sie ist in ihrer Aussagefähigkeit für die Schaftlockerung deutlich sicherer als für Lockerungen der Pfanne. So berechneten Temmerman et al. (2004, 2006) in Meta-Analysen für die szintigrafische Diagnostik der Schaftlockerung eine durchschnittliche Sensitivität von 85 % und eine Spezifität von 72 %, für zementierte Schäfte eine Sensitivität von 89 %, allerdings eine Spezifität von 37 % und für zementlose Schäfte eine Sensitivität von 75 % und Spezifität von 68 %. Für Pfannenlockerungen fanden sie eine Sensiitivität von 85 % und Spezifität von 61 % für zementierte Pfannen und für zementlose Pfannen eine Sensitivität von 77 % und Spezifität von 78 %. Vor allem fleckige Traceranreicherungen an Knochenstellen, die durch den losen Schaft abnormen Druckbelastungen ausgesetzt sind (Intertrochanterregion, Schaftspitze) sind für Schaftlockerungen eindeutig. Durch die gemeinsame Bewertung von Röntgenbild und Mehrphasenskelettszintigrafie lässt sich der Aussagewert der Untersuchungen steigern (Temmermann et al. 2004, 2006).

Sowohl die digitale Subtraktionsarthrografie als auch die Nukleararthrografie haben keine Steigerung in der Diagnosesicherheit erzielen lassen, sodass sie sich nicht als Routineverfahren durchgesetzt haben (Temmerman et al. 2005a). Laboruntersuchungen von Osteokalzin, crosslink vernetzten N-Telopetiden, Interleukin 1-beta und Hyaluronsäure zeigen zwar bei Prothesenlockerungen höhere Spiegel an, sind aber aufgrund ihrer geringen Spezifität nicht für die Lockerungsdiagnostik geeignet (Schneider et al. 1997; Moreschini et al. 1997).

Hochauflösende Multi-Slice-CTs (64-Zeiler) sind mittlerweile in der Lage die Grenzschichten zwischen Prothese und Knochen artefaktarm darzustellen und bekommen neben PET/CT und SPECT/CT zunehmend Bedeutung in der Diagnostik von fraglichen Prothesenlockerungen, die nicht eindeutig in der Röntgendiagnostik zu identifizieren sind. Sensitivitäten und Spezifitäten über 90 % werden für die beiden letzten Verfahren angegeben (Koob et al. 2019; Bao et al. 2021). Allerdings sind beide Verfahren teuer und nur an wenigen Kliniken verfügbar, sodass sie nicht für den Routineeinsatz geeignet sind.

Zusammengefasst hat sich somit in der Routine neben dem Röntgenbild die Mehrphasenskelettszintigrafie auch wegen der Praktikabilität ihrer Anwendung durchgesetzt (Temmerman et al. 2005b), wobei wir in unserer Klinik entsprechend der in Abb. 2 und 3 dargestellten Algorithmen vorgehen.

Als wesentliches Ziel der Diagnostik vor jeder Revision gilt es zwischen einer aseptischen und septischen Lockerung zu differenzieren. Die Diagnostik der septischen Revision ist in Kap. „Komplikationen der Hüftendoprothetik: Diagnostik der Infektionen“ dargestellt.

In unserer Klinik wird vor jeder Revision einer Hüfttotalendoprothese und bei jeder schmerzhaften Hüftendoprothese unter Operationsbedingungen eine bildwandlergestützte Punktion des Hüftgelenkes durchgeführt (Abb. 4). Aus dem gewonnenen Punktat wird je nach gewonnener Menge eine mikrobiologische Kultivierung, eine Zellzahlzählung und eine Bestimmung des Alpha-Defensin-Wertes durchgeführt. Hierbei ist die mikrobiologische Untersuchung aufgrund der Möglichkeit des Nachweises des die Infektion auslösenden Bakteriums und dessen Resistenzlage von essenzieller Bedeutung (Fink und Lass 2016).

In der älteren Literatur wurde die Wertigkeit der Mikrobiologie des Punktats sehr unterschiedlich beurteilt und die Streubreite der Aussagewerte war sehr hoch. Dies dürfte an der sehr unterschiedlichen Durchführung der Punktion und der nachfolgenden mikrobiologischen Untersuchung liegen. Neuere Studien zeigen regelhaft Sensitivitäten von über 80 % und Spezifitäten von über 90 % auf (Lee und Goodman 2015).

Für die Diagnostik eines periprothetischen Infektes sind unseres Erachtens vier wesentliche Faktoren für den Erfolg entscheidend. Erstens ist für den Nachweis von Bakterien bei einem periprothetischen Infekt ein geeignetes Transportmedium wichtig. Pädiatrie-Blutkulturflaschen erleichtern den Nachweis kleinster Bakterienmengen, weshalb in unserer Klinik das Hüftpunktat regelhaft in einer Pädiatrie-Blutkulturflasche eingebracht wird. Zweitens ist der rasche Transport vor allem der Gewebeproben in das mikrobiologische Labor und der rasche Ansatz der Proben im Labor wichtig, um die Bakterien noch in einer nachweisbaren Vermehrungsfähigkeit auf die Platten zu bringen. Drittens ist eine ausreichend lange Bebrütung der präoperativ gewonnenen Gelenkpunktate von 14 Tagen notwendig. Diese lange Bebrütungszeit ist notwendig, da die die periprothetische Infektion verursachenden Bakterien sich in der statischen Phase befinden, die durch eine langsame Vermehrungsgeschwindigkeit gekennzeichnet ist (Costerton 2005; Gallo et al. 2003; Gollwitzer et al. 2006; Neut et al. 2003; Schäfer et al. 2008). Bei ausreichend langer Bebrütungszeit kann mit der Punktion eine Genauigkeit von über 90 % erzielt werden (Ali et al. 2006; Williams et al. 2004; Fink et al. 2013). Viertens dürfen die Patienten nicht therapeutisch mit Antibiotika anbehandelt sein. Falls dies der Fall sein sollte, sollte das Antibiotikum mindestens 14 Tage, besser 4 Wochen vor der Punktion abgesetzt sein (Mont et al. 2000). Trotzdem ist in diesen Fällen durch die Anbehandlung mit Antibiotika der Bakteriennachweis erschwert. Sollte das Punktat bei einem dringenden Verdacht auf eine periprothetische Infektion negativ sein, führen wir zur Verifizierung eine bildwandlergestützte Biopsie des periprothetischen Gewebes über eine anteriore Stichinzision durch. Hierbei werden mehrere Proben (mindestens 5) für den bakteriologischen Ansatz und mehrere Biopsien für histologische Analyse entnommen. Der Nachweis eines Keimes in mindestens 2 Proben oder der Nachweis des Bakteriums in mindestens 1 Probe in Kombination mit dem histologischen Ergebnis von mehr als 5 polymorphkernigen Leukozyten pro High-Power-Field (400-fache Vergrößerung) sind Zeichen eines periprothetischen Infektes. Durch die Kombination verschiedener Verfahren bei der Biopsie (Kultivierung und Histologie von je 5 Proben sowie zusätzliche Mikrobiologie eines weiteren Punktates) konnten wir eine Genauigkeit von ca. 94 % erzielen (Fink et al. 2013, 2020).

Periprothetische Infekte von Hüftendoprothesen werden in Früh- und Spätinfekte unterteilt, wobei die Grenze meisten 4 Wochen nach der Implantation definiert wird. Frühinfekte gehen meist mit lokalen Entzündungszeichen einher und das Punktat weist je nach Autor mehr als 10.000, 17.000 bzw. 25.000 Leukozyten pro μl mit einem Anteil von mehr als 65 % bzw. 60 % polymorphkerniger Zellen auf (Gollwitzer et al. 2006; Mason et al. 2003; Trampuz et al. 2004). Bei der Frühinfektion kann das Implantat belassen, und die Infektion durch eine radikale Synovektomie und ein Debridement sowie den Wechsel aller mobilen Teile (Kopf, Inlay) mit zusätzlicher 6-wöchiger Antibiotikatherapie beherrscht werden. Die Erfolgsraten dieser Therapie werden bis zu 80 % angegeben (Fink et al. 2017; Soriano et al. 2003).

Ein nachgewiesener Spätinfekt auch ohne Lockerung der Prothesenkomponenten stellt eine klare Indikation zur Prothesenrevision mit Entfernung sämtlichen Fremdmaterials und einen ein- oder zweizeitigen Wechsel dar. Die komplette Implantat- und Zemententfernung ist zwingend notwendig, da viele Bakterien innerhalb weniger Wochen in der Lage sind einen Biofilm um das Implantat zu bilden (Glykokalyx) in dem sie in einer statischen Phase verweilen und nicht von Lymphozyten, Makrophagen oder Antibiotika erreicht werden können. Daher stellen Maßnahmen mit Belassen des Implantates nur absolute Ausnahmen bei nichtoperablen Patienten dar. Solche Maßnahmen führen nur in 10–20 % der Fälle zu einer Infektsanierung (Crockarell et al. 1998). In diesen Ausnahmefällen können Fistelanlagen und antibiotische Suppressionsdauertherapien helfen, das Infektgeschehen überschaubar zu halten (Rao et al. 2003). Fistelkarzinome und Nebenwirkungen der Antibiotikadauertherapien müssen aber hierbei bedacht werden.

Postoperative periprothetische Frakturen des Femurs werden nach Primärimplantationen unter 1 % und nach Wechseloperationen zwischen 1,5 und 4,2 % angegeben (Kavanagh 1992; Lewallen und Berry 1998). Für die Einteilung von periprothetischen Frakturen des Femurs hat sich die Vancouver-Klassifikation durchgesetzt, die in die neue Unified Classification System periprothetischer Frakturen eingegangen ist (Duncan und Masri 1995; Duncan und Haddad 2014). Sie berücksichtigt neben der Frakturlokalisation die Qualität der Prothesenfixation und die Qualität des Knochens. Typ-A-Frakturen sind im Bereich der Trochanteren lokalisiert, wobei der Typ A_G den Trochanter major und der Typ A_L den Trochanter minor betrifft. Typ-B-Frakturen befinden sich im Schaftbereich. Hierbei sind B1-Frakturen als Frakturen mit stabil fixiertem Implantat, Typ-B2-Frakturen mit gelockertem Implantat und Typ-B3-Frakturen mit gelockertem Implantat und deutlich geschwächtem Knochen definiert. Typ-C-Fakturen befinden sich deutlich distal des Prothesenstieles. Nach einer Studie von Bethea et al. (1982) liegen bei 75 % der postoperativen periprothetischen Frakturen und nach Duncan und Masri (1995) bei 82 % der Typ-B-Frakturen gelockerte Implantate vor.

Ein Wechsel der Prothese bei einer periprothetischen Fraktur ist notwendig bei einer gelockerten Endoprothese (Vancouver Typ-B2- und Typ-B3-Frakturen) und bei gleichzeitig gebrochenen Implantaten (Abb. 5) (Duncan und Masri 1995; Namba et al. 1991). Auch stellen gebrochene Implantate ohne Knochenfraktur eine Revisionsindikation dar, da sie ein hohes Risiko für eine spontane periprothetische Fraktur bedeuten.

Prinzipiell kann der Prothesenwechsel auf einen zementierten oder einen zementlosen Stiel erfolgen, wobei beim Endoprothesenwechsel die Fraktur mit dem neuen Implantat um mindestens 2 Diaphysenbreiten überbrückt werden sollte (Duncan und Masri 1995; Namba et al. 1991). Der Nachteil von zementierten Stielen liegt darin, dass ein Eintreten von Zement in den Frakturspalt die Frakturheilung behindern kann, obwohl sie, wie Beals und Tower (1996) zeigen konnten, prinzipiell möglich ist. So fanden Beals und Tower (1996) bei Revisionen mit zementierten Stielen in 31 % Pseudarthrosen, in 15 % erneute Frakturen und in weiteren 15 % verbleibende Knochendefekte, hingegen bei zementlosen Stielendoprothesen nur in 7 % erneute Frakturen. Springer et al. (2003) fanden bei 42 Patienten mit Typ-B2- und Typ-B3-Fakturen, die mit einem zementierten Langschaft behandelt wurden, nach durchschnittlich 68 Monaten nur in 60 % ein stabiles Implantat mit verheilter Fraktur. Daher werden Wechsel auf zementlose Stiele mit distaler Verankerung in dem nicht gebrochenen Femuranteil allgemein bevorzugt. Zementierte Stiele werden nur bei älteren Patienten und/oder stark osteoporotischen Knochen, die eine zementlose Fixation unmöglich machen, empfohlen (Schmidt und Kyle 2002; Beals und Tower 1996; Kyle und Crickard III 1998; Jukkala-Partio et al. 1998).

Fehlpositionierung von Implantaten lassen sich zum einen durch die Standardröntgenaufnahmen und zum anderen durch Bildwandleruntersuchungen des Hüftgelenkes, bei dem Impingementphänomene und Luxationsneigungen provoziert werden können, erkennen. Symptomatische Fehlstellungen sollten revidiert und die Stellung korrigiert werden. Hierbei handelt es sich meist um Fehllagen der Pfanne, die zu einem Impingement des Prothesenhalses am Pfannenrand mit gegebenenfalls Luxationsneigung führen können.

Luxationsneigungen ohne Impingement und Implantatfehlstellungen lassen sich durch einen Wechsel des Kopfes (mit größerem Durchmesser bzw. mit gegebenenfalls Offset-Adaptern) und/oder Inlaywechsel mit gegebenenfalls Randerhöhung beheben (Amstutz et al. 2004; Bourne und Mehin 2004). Eine Infektion ist hier vorher unbedingt auszuschließen, da sonst viele Therapiestrategien nicht erfolgreich sein können. Hierbei können Adaptersysteme für den Hals aber wieder zu Impingementproblemen führen und müssen daher intraoperativ kritisch geprüft werden. Das Aufschrauben von Antiluxationsringen kann wieder zu Impingementproblemen mit daraus resultierendem erhöhten Polyethylenabrieb führen (Charlwood et al. 2002). Sie sollten daher eine therapeutische Ausnahme darstellen und eine operative Stellungskorrektur der Implantate bevorzugt werden. Die Verwendung von Schnapppfannen („constrained devices“) sollte ebenso die Ausnahme bleiben, da die auf diese Pfannen wirkenden Kräfte zu frühen Lockerungen führen können (Kahn et al. 2006; Lachiewicz und Kelley 2002). Als Therapie von rezidivierenden Luxationen haben sich heute die sog. Double-Mobility-Systeme durchgesetzt, bei denen durch eine zweite Artikulationsfläche einer bipolaren Komponente mit größerem Innendurchmesser das Kopf-zu-Hals-Verhältnis mehr als verdoppelt wird. Hierdurch konnten Hailer et al. (2012) bei 228 Fällen mit rezidivierender Luxation die Reluxationsrate auf 2 % senken.

Ein im Röntgenbild deutlich nachweisbarer Abrieb des Polyethyleninlays sollte eine Operationsindikation darstellen, da es hierdurch zu zunehmenden Osteolysen und einem Knochenverlust kommen kann. Eine drohende Beschädigung der Metallkomponenten, die einen Wechsel selbiger nach sich ziehen würde, kann so vermieden werden. Im Röntgenbild lässt sich der Abrieb durch eine Dezentrierung des Prothesenkopfes in der Pfanne erkennen (Abb. 6).

Allergien gegen Materialien von Prothesen- bzw. Zementkomponenten, die klinisch symptomatisch werden, sind sehr selten bzw. umstritten. Studien sehen jedoch einen Zusammenhang zwischen Lymphozyten-assoziierten Hypersensitivitäten bei Metall-Metall-Gleitpaarungen und Osteolysen (Korovessis et al. 2006; Park et al. 2005; Baur et al. 2005; Willert et al. 2005). Diese durch Metallabrieb und Korrosion beim Oberflächenersatz, aber auch Standardendoprothesen mit Metall-Metall-Gleitpaarungen bedingte Reaktionen gehören zu den sog. adverse reactions to metal debris (ARMDs)“ und können zu Schmerzen im der Hüftendoprothese führen. Zu den ARMDs zählen die Metallose, die ALVAL („aseptic lymphatic vasculitis associated lesions“) und die Pseudotumoren, die in etwa 0,6 % der Fälle zu finden sind. Im Röntgen und in der CT werden Osteolysen sichtbar und in der MRT und im Ultraschall die Pseudotumoren (Krishnan et al. 2015). Eine Arbeit von Matharu et al. konnte zeigen, dass die MRT- der Ultraschall-Diagnostik überlegen ist, jedoch eine Kombination beider Untersuchungen für revisionsbedürftige Metall-Metall-Hüftendoprothesen empfohlen wird, da dadurch eine Sensitivität von 100 % erreicht werden konnte (Matharu et al. 2016). Die Chrom- und Kobalt-Spiegel im Serum sind in diesen Fällen erhöht (Lass et al. 2014b). Die Serumionenanalyse ist eine wertvolle Untersuchungsmethode für unerwünschte lokale und systemische Reaktionen bei Patienten mit HTEPs mit Metall-Metall-Gleitpaarungen als alleinige Metallquelle. Bei Patienten mit zusätzlichen Metallquellen oder renaler Insuffizienz sind zusätzliche Untersuchungen, wie lokale Gelenkspunktionen, Biopsien, oder zusätzliche Bildgebungen, wie MARS-MRIs, für die Diagnostik von ARMDs von Bedeutung (Lass et al. 2014a). In der Biopsie erfolgt die Diagnosesicherung mittels immunhistochemischer Analyse des periprothetischen Gewebes. Immunhistochemische Untersuchungen von bioptisch gewonnenem periprothetischen Gewebe helfen ebenso eine Allergie auf Metalle oder Zementbestandteile als mögliche Ursache der Beschwerden zu verifizieren.

Progrediente Osteolysen und symptomatische ARMDs stellen dann eine Indikation zur Revision mit Wechsel der Gleitpaarung bzw. Prothesenwechsel bei Oberflächenersatzoperationen dar. Auch hier muss ein periprothetischer Infekt als Ursache der Beschwerden und der Osteolysen ausgeschlossen werden. Zur Verfizierung hilft hier wiederum die Biopsie des periprothetischen Gewebes.

Schmerzhafte Hüftprothesen sollten einer Diagnostik unterzogen werden bis die Ursache der Beschwerden identifiziert wurden. Revisionen ohne klaren Grund für die Beschwerden sollten vermieden werden. Eine periprothetische Infektion sollte vor jeder Wechseloperation ausgeschlossen bzw. verifiziert werden.