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AE-Manual der Endoprothetik
Info
Verfasst von:
Christian Stärke, Marcus Klutzny und Christoph Hubertus Lohmann
Publiziert am: 05.11.2022

Ergebnisse der Knieendoprothetik

Die Verbesserung von Lebensqualität, Gelenkfunktion und Schmerzreduktion bei einer möglichst langen Standzeit der Endoprothese ist das Ziel jeder Implantation eines künstlichen Kniegelenkes. Die multifaktoriellen Einflüsse sowohl intrinsischer Faktoren, wie z. B. BMI, Alter und Komorbiditäten der Patienten, als auch extrinsischer Faktoren, wie z. B. Prothesendesign, Fixationsart und Implantatalignment, beeinflussen das klinische Outcome und die Überlebenszeit der implantierten Knieendoprothese. Weiterhin spielen ebenso die Herstellung einer günstigen Kinematik, gutes Weichteilmanagement und die verbesserten Material- und Implantationstechniken der Neuzeit eine entscheidende Rolle für ein effizientes Behandlungsergebnis. Die in der Vergangenheit eher mechanistisch geprägte Betrachtungsweise wird in Zukunft beispielsweise durch neue Einflüsse der Psychologie, des präoperativen Patientenmanagementes, wie auch der klinischen Qualitäts- und Prozessoptimierung verändert. Neue Technologien werden die künftige Knieendoprothetik wahrscheinlich weiter vorantreiben und neue Impulse in ihrer Entwicklung versetzen.
Die Ergebnisse der Knieendoprothetik sind von multiplen Faktoren abhängig und können durch verschiedene Verfahren gemessen werden. Entscheidend für den einzelnen Patienten bleibt aber insgesamt die Verbesserung der Lebensqualität mit einer möglichst langen Standzeit der Endoprothesen ohne Probleme, die über das Minimum von 10 Jahren weit hinausgehen sollte.
In den letzten Jahren ist natürlich auch das Cost-Benefit-Verhältnis von bemerkenswerter Relevanz geworden, sodass durchaus unter heutigen DRG-Bedingungen und durch den Einfluss der Krankenhausverwaltungen bei der Einkaufsentscheidung auf die Implantatqualität geachtet werden muss.
Ebenfalls von entscheidender Bedeutung für das Ergebnis der Knieendoprothetik ist die Qualität der technischen Durchführung der Operationen. In unserem Gesundheitssystem sind Mindestmengen eingeführt worden, die bereits messbar die Qualität der Versorgung verbessert haben sollen (Jeschke et al. 2019; Halder et al. 2020). In der Zukunft müssen auch diese Mindestmengenregelung und die Anzahl der Eingriffe hinterfragt werden, wenn diese Maßnahme nur für ganze Kliniken und nicht für einzelne Operateure gilt (Ärzteblatt online 28.5.2020).
Neben der Möglichkeit funktionsdiagnostische Qualitätsparameter für die Effizienz-Beurteilung zu nutzen, wird seit geraumer Zeit die Befunddokumentation mit besonderem Augenmerk auf die Einbeziehung des Patientenempfindens zur Beurteilung der Behandlungseffizienz herangezogen. Frühere Scores berücksichtigen dabei überwiegend objektive Kriterien, während später entwickelte Instrumente subjektive Kriterien beinhalteten, welche zunehmend getrennt betrachtet werden (Noyes et al. 1983). Hinsichtlich der Lebensqualität nach endoprothetischer Versorgung des Kniegelenks hat der Short-Form(SF-36)-Fragebogen Bedeutung erlangt (Ware und Sherbourne 1992). Da dessen Reliabilität in Studien ausreichend belegt ist (Briard und Hungerford 1989; Ruta et al. 1994), wird er als führender PROM (Patient Reported Outcome Measures) eingesetzt. Daneben findet der WOMAC-Fragebogen (Western Ontario and McMaster Universities) als spezifisches valides Instrument für die Lebensqualität bei Osteoarthrose Verwendung (da Silva et al. 2014). Weitere klinisch bedeutende Instrumente sind der Oxford (Oxford Knee Score), EQ-5D (European Quality of Life Instrument), KSS (Knee Society Score) und KOOS (Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score) sowie der auf Validität geprüfte HSS (Hospital for Special Surgery Knee Rating Score) zur Evaluation der Funktion (Gore et al. 1986).
Insgesamt kann die Lebensqualität der Patienten mit Knieprothese valide verbessert werden, was sich auch 6 Monate nach dem Eingriff und darüber hinaus fortzusetzen scheint. Neben verbesserter körperlicher Aktivität und Schlafqualität einschließlich dynamischen Gleichgewichts sind Schmerz und Funktion des Knies die wichtigsten Prädiktoren für eine verbesserte Lebensqualität, auch wenn die Funktion der von gesunden Patienten unterlegen bleibt. Negative assoziierte Faktoren sind Fettleibigkeit, fortgeschrittenes Alter, Komorbiditäten und anhaltende Schmerzen nach dem Eingriff (da Silva et al. 2014).
Die grundlegenden Daten der Standzeiten in der Knieendoprothetik basierten dabei zunächst auf achsgeführten Modellen (Insall et al. 1979), wurden dann aber nach und nach durch das zunehmende Aufkommen neuerer Designs und Implantate (Stichwort: Oberflächenersatz, Monoschlitten usw.) und die vergleichende Analyse der Standzeiten, Komplikationen sowie Versagensursachen in ihrer Wertigkeit angeglichen (Sharkey et al. 2014).
So berichten Blauth und Hassenpflug (1990) bei 497 gekoppelten Implantationen und einem Follow-up von 1–15 Jahren (Durchschnitt 45 Monate) von 89 % der Primärprothetik ohne Anzeichen von Lockerung (1,2 %) bzw. einer tiefen Infektion (3 %). Aufgrund dieser Ergebnisse forderten beide Autoren die Effektivität der gekoppelten Prothesen nicht anhand der Frühergebnisse der Erstimplantationen in der Frühphase der Endoprothetik zu beurteilen. Über ähnliche Ergebnisse berichtet Böhm mit einer Standzeit von mehr als 90 % der gekoppelten Prothesen nach 10 Jahren in der Swedish Knee Study und sogar über 94,4 % nach 20 Jahren (Böhm 2003; Böhm und Holy 1998). Auch Steckel et al. (2005) konnten mit 90,1 % nach 10 Jahren in einem Kollektiv mit 227 Patienten solche Resultate zeigen.
Die aktuellen Zahlen des schwedischen Registers zeigen heute allerdings die weitestgehende Verdrängung der gekoppelten und achsgeführten Implantate in der Primärendoprothetik. Hinsichtlich der ungekoppelten Prothesen können Ranawat et al. über Standzeiten von bis zu 94,1 % nach 15 Jahren (1993) sowie Pavone et al. (2001) von 91 % nach 23 Jahren, mit Überlebensraten von 96 % nach bis zu 18 Jahren ohne aseptische Lockerung Melton et al. (2012) berichten.
Auch kommen beispielsweise Buechel et al. (2001) und Callaghan et al. (2010) mit dem LCS Mobile Bearing System (Fa. DePuy) auf beachtliche 96,5 % bzw. 99,4 % Überlebensrate nach 20 Jahren.
Ähnliche Zahlen und Gesamt-Implantatüberlebensraten mit dem NexGen-System (Fa. Zimmer) nach mindestens 15 Jahren von 94,7 % bei Schiavone Panni et al. (2017), von 96,4 % und langfristigen klinischen Ergebnisse der GENESIS-II-Knieendoprothetik (Fa. Smith & Nephew) bei McCalden et al. (2017) und von 87 % nach bis zu 25 Jahren mit der Press-fit-Condylar(PFC)-Knieprothese (Fa. DePuy) (Patil et al. 2015) zeigen hier sehr gute bis erstklassige Standzeiten auf.
In neueren Analysen gepoolter Registerdaten aus Australien und Finnland gleicher Implantattypen, die genauer scheinen als die reine Betrachtung von Falldatenserien, zeigen Evans et al. (2019), dass die Standzeiten nach 25 Jahren ungefähr 82 % bei vollständigem Ersatz des Kniegelenks (TKA, totale Kniearthroplastik) und 70 % bei partiellem Kniegelenkersatz (UKA, unikompartimentelle Kniearthroplastik) betragen.
Die Indikationen für eine Revision einer Knietotalendoprothese sind dabei jedoch immer von der zugrunde liegenden Arthropathie und dem gewählten Primärimplantat abhängig (Abb. 1).

Revisionsgründe

Früh wurde bereits erkannt, dass die Lockerung der tibialen Komponente das besondere Problem der Knieendoprothetik darstellt (Böhm und Holy 1998). Bei einer Standzeit von 94,6 % nach 15 Jahren mit guten klinischen Ergebnissen konnten Ranawat et al. (1993) nach 11 Jahren radiologisch tibiale Lysesäume in 72 % nachweisen, die in Abhängigkeit zum Körpergewicht stehen (Hamoui et al. 2006). Dabei schwanken die Lockerungsraten tibial von 0,53 % (femoral 0,35 %) bei Windsor et al. (1989) bis zu deutlich höheren Raten, z. B. 7 % bei Ducheyne et al. (1978).
Bei älteren Modellen wurde als Grund für die hohe Bruch-, Lockerungs- und Infektionsrate eine unphysiologischen Kinematik bei nur einem Freiheitsgrad angesehen. Wie jedoch ist die Auslockerung insbesondere der tibialen Komponente bei Nachfolgemodellen mit wesentlichen mechanischen Vorteilen gegenüber den älteren Modellen zu sehen?
Als Ursachen des Versagens der tibialen Komponente wurden nach Ducheyne et al. (1978) Wechselwirkungen am Knochen-Zement-Interface, Kollaps des trabekulären Knochens, Veränderungen des Alignments der unteren Extremität sowie Fehler in der Implantationstechnik der Prothesen (tibiofemorale Varusfehlstellung, Varusfehlstellung der tibialen Komponente, ausgedehnte tibiale Resektion) angesehen (Cameron und Hunter 1982). In In-vitro-Studien konnte ein verstärktes Stress-Shielding in der Knochen-Kortikalis-Kontaktzone der proximalen Tibia bei Prothesen mit intramedullärem Stem als Ursache für eine aseptische Auslockerung gezeigt werden (Bourne und Finlay 1986). Bei zementierten Prothesen wiesen Ritter et al. (1994) den Einfluss der Zementiertechnik (Lavage vs. Jet-Lavage und manuelles Einbringen des Zementes vs. Zementinjektion) auf eine Auslockerung der tibialen Komponente nach.
Die niedrigeren Revisionsraten von zementierten Prothesen durch verbesserte Material- und Implantationstechniken spiegeln sich so auch in der deutlichen Reduktion der Cumulative Revision Rate (CRR) in diesem Jahrhundert wider (Abb. 2).
Die dezidierten Gründe für die Veränderungen sind nach Angaben der Autoren letztendlich nicht fassbar. Am ehesten spielen hier die schon besprochenen Faktoren wie Implantatauswahl, OP-Methode und die Erfahrung des Chirurgen eine Rolle.
Insbesondere die Untersuchungen der Radio Lucent Line (RLL) für den Progress einer Lockerung zeigten die Möglichkeit als Eintrittsportal für Abrieb mit Zunahme der RLL und Lyse bei zu stark belasteten im Gegensatz zu wenig belasteten Prothesen ohne Progress auf Basis einer fehlerhaften Zementiertechnik, z. B. Injektion in sklerotischen Knochen, auf (Smith et al. 1999). Auf die geringe klinische Validität der Radiolucency weisen Lundberg-Jensen et al. (2002) hin, indem sie nachwiesen, dass mit einer Lockerung assoziierte RLLs bis Stärke von 2 mm, klinisch nicht relevant sind. Das Auftreten einer RLL mit einer Lockerung zu assoziieren, muss im Einzelfall also von einer vorhandenen bzw. nicht vorhandenen Klinik abhängig gemacht werden. Hieraus ergibt sich entsprechend das weitere Vorgehen.
Weitere Versagensgründe sind der erzeugte Abrieb der meist verwendeten PE-Inlays, der trotz Fortschritten bei Polyethylenen (PE) zunächst in der Hüftendoprothetik nun auch zu verstärktem Interesse und Einsatz von hochvernetztem PE (HXLPE) bei der Knieendoprothetik (TKA) geführt hat. Sowohl Simulationsstudien als auch biomechanische Daten haben verbesserte Abriebeigenschaften und weniger Verschleiß und Oxidationsraten für HXLPE-Einsätze im Vergleich zu herkömmlichem Polyethylen (CPE) in TKA gezeigt.
Die neueren Registeranalysen sind widersprüchlich. Sowohl kurz- bis mittelfristige klinische Studien konnten keinen signifikanten Unterschied zwischen HXLPE und CPE bei höheren Kosten durch Einsatz der hochvernetzten PE’s feststellen, sodass langfristige klinische Daten und weitere Studien zur Bewertung um die Rolle des Einsatzes von HXLPE-Einsätzen bei TKA erforderlich sind (Wilhelm et al. 2018); Partridge et al. (2020) favorisieren deshalb die mögliche Verwendung in bestimmten Gruppen mit „höherem Anspruch“, z. B. bei Patienten <60 Jahre und/oder Patienten mit einem BMI von >35, und keinen routinemäßigen Einsatz, da nach einer maximaler Nachbeobachtungsdauer von 12 Jahren kein Gesamtüberlebensvorteil von HXLPE nachgewiesen werden konnte.
Im Vergleich zu den klinischen Ergebnissen von vor 10 Jahren (Sharkey et al. 2002) deuten die aktuellen Daten ihrer Kohorte von 10.000 Patienten außerdem darauf hin, dass der Polyethylen-Verschleiß nicht mehr die Hauptursache für das Versagen von TKAs ist (Sharkey et al. 2014). Die gegenwärtig häufigsten Indikationen für Revisionen waren Lockerung (39,9 %), Infektion (27,4 %), Instabilität (7,5 %) und periprothetische Frakturen (4,7 %). So hat sich insgesamt die Häufigkeit von Lockerungen und Infektionen seit 2002 bei signifikanter Verringerung der Inzidenz von Instabilität, Arthrofibrose und Fehlstellung beobachtbar erhöht und sich als Hauptversagensgrund etabliert.

Fixation/Zementierung

Ein weiteres entscheidendes Problem der Fixation der tibialen Komponenten ist die Struktur der proximalen Tibia: Diese besteht lediglich zu ca. 7 % aus kortikalem Knochen, zu ca. 35 % aus Spongiosa und zum Rest aus Fettmark bzw. blutbildendem Knochenmark. Deshalb ist die zementfreie Fixation der Tibia kritisch (Albrektsson et al. 1992). Gerade beim Oberflächenersatz des Kniegelenks hat sich die zementierte Verankerung der tibialen Komponente bewährt und wird von Lombardi et al. (2007) nach wie vor als Goldstandard in der endoprothetischen Versorgung bezeichnet, da verschiedene Studien, einzigartige Komplikationen wie die bereits zuvor behandelten Radio Lucent Lines (RLL), aseptische Lockerungen durch Stress-Shielding, Osteolysen etc. bei zementfreien Implantationen beschrieben.
Auch wenn verschiedene Studien ohne Zementierung über einen Beobachtungszeitraum von ca. 9 Jahren über das Auftreten von RLLs ohne Progress berichten (Costales et al. 2020), können Nakama et al. (2012) in ihrer Cochrane-Analyse einen stabileren Knochen-Implantat-Kontakt für zementierte Prothesen innerhalb der ersten 5 Jahre im Vergleich zu unzementierten Prothesen bei jedoch höherem Risiko einer zukünftigen aseptischen Lockerung als die zementfreie Fixierung belegen.
Selbst bei jüngeren Patienten konnten hier dauerhaft gute Ergebnisse nachgewiesen werden (Diduch et al. 1997), welche aber auf der anderen Seite in der neueren Literatur keine Vorteile für die zementfreie oder die zementierte Verankerung der Komponenten bezüglich des klinischen Ergebnisses und Überlebensrate der Oberflächenersatzprothesen aufzeigen können (Franceschetti et al. 2017).
Ebenso wenig führt die additive Schraubenfixierung bei zementfreier TKA zur erhöhten Standfestigkeit bzw. ist im Gegenteil sogar mit in Studien belegtem Risiko einer periprothetischen Osteolysebildung und Prothesenlockerung (Klutzny et al. 2019) verbunden. Ähnliche Beispiele über konstruktions- und designtechnische Fehlentwicklungen finden sich vielfach in der Literatur.
Gill et al. (1999) berichten in ihrem 20-Jahres-Follow-up über keine nachweisbare Lockerung der femoralen Komponente, ebenso Melton et al. (2012) an 325 Patienten, die mit 432 unzementierten Prothesen versorgt wurden und eine Überlebensrate von 96 % ohne aseptische Lockerung aufwiesen. Auch Nam et al. (2019) konnten in ihrer randomisiert kontrollierten Studie durchschnittlich 2 Jahre postoperativ vergleichbare Ergebnisse zwischen zementfreier und zementierter Prothese eines Designs berichten, ohne dass aseptische Ausfälle beider Implantate auftraten.
Tab. 1 zeigt, dass die häufigste Verankerungsform im internationalen Vergleich nach wie vor die zementierte Form ist (Quelle: EPRD-Jahresbericht 2019).
Tab. 1
Knietotalendoprothesen laut Endoprothesenregister Deutschland (EPRD) 2019 im internationalen Vergleich (Grimberg et al. 2019)
Verankerungen bei TKA
    
in Prozent (%)
Australien
Deutschland
England
Niederlande
Schweden
 
Zementiert
68
93
95
93
93
 
Zementfrei
11
1
2
4
7
 
Hybrid
12
5
1
3
0
 
Primärer Retropatellarersatz bei TKA
   
in Prozent (%)
Australien
Deutschland
Niederlande
Schweden
USA
 
Ohne Retropatellarersatz
33
89
80
98
8
 
Mit Retropatellarersatz
67
11
20
2
92
 
Anteil posterior stabilisierter Systeme bei TKA
  
in Prozent (%)
Australien
Deutschland
England
Niederlande
Schweden
USA
Posterior-
      
Stabilized-Systeme
23
19
23
60
9
52
Plattformtypen bei TKA
    
in Prozent (%)
Deutschland
Niederlande
England
USA
  
Feste Plattform
84
91
96
91
  
Mobile Plattform
16
9
3
9
  

Implantatpositionierung

Von besonderer Bedeutung ist neben der Fixation die Positionierung der Implantatkomponenten (Ecker et al. 1987; Fisher et al. 2007). Da die Kontaktspannungen, die im Rahmen der Lastübertragung auf die Prothese auftreten, im Wesentlichen von der Form der Berührungsflächen abhängen, muss diese Geometrie der Kontaktflächen bei allen Gelenkbewegungen berücksichtigt werden. Bei Belastungen der Prothese mit einem Varus- und Flexionsmoment, erfolgt die Lastaufnahme ausschließlich auf dem medialen Kompartiment, im Extremfall kann ein lateraler Spalt von bis zu 5 mm entstehen (Burstein und Wright 1997).
Rousseau et al. (2008) beschrieben aufgrund der eigenen Ergebnisse 6 mechanische Problemzonen beim Vorliegen eines prothetischen Frühversagens:
  • Malalignment in der Frontalebene,
  • sagittale Malpositionierung,
  • axiale Malrotation,
  • schlechte Knochenfixation,
  • unpassendes Ligament-Balancing,
  • unpassendes Niveau des Gelenkspaltes.
Auf die Problematik des Malalignments mit Achsfehlern in Valgus-/Varusstellung und dem Prothesenversagen schon bei niedrigen Belastungen durch eine exzentrische Lastaufnahme mit Überlastung des sog. Bonestocks wiesen bereits Bargren et al. (1983) hin.
Hinsichtlich der Rotationsmalposition fanden Assor und Aubaniac (2006) eine veränderte Translationsbewegung mit entsprechend veränderter Kontaktfläche, vermehrter PE-Abrasion und exzessiven Druckbelastungen auf dem medialen Plateau. Dieses Prothesenversagen aufgrund technischer Fehler zeigten Bonnin et al. (2000) in 36 % ihrer Fälle auf.
Des Weiteren zeigen osteoarthritische Knie eine große Variation in der Ausrichtung der gesamten koronaren Gliedmaßen als auch in der Ausrichtung des femoralen und tibialen koronaren Alignments. Gegenwärtige Ausrichtungsphilosophien für die Knieendoprothetik (TKA) und die präoperative Planung berücksichtigen diese Abweichungen nicht ausreichend, was ein Grund für schmerzhafte Knieprothesen sein könnte (Hess et al. 2019).
Auf die Bedeutung der Korrektur der mechanischen Beinachse und die korrekte Positionierung der Prothesenkomponenten weisen auch Tingart et al. (2008) in ihrer Arbeit zum Einfluss der Navigation auf die Implantation hin. So erscheint eine Verbesserung der Ausreißer der Achsfehlstellung und der optimierten Komponentenpositionierung durch die Navigation möglich (Perlick et al. 2004). Inwieweit sich jedoch die verbesserten Implantationstechniken auf das Outcome auswirken, bleibt abzuwarten, da bislang der Nachweis über eine Verbesserung des klinischen Ergebnisses im Vergleich zur konventionellen Methode aussteht. Auch Bonutti et al. (2008); Seon et al. (2009); Molfetta und Caldo (2008) mit einem 5-Jahres-Follow-up und Kim et al. (2017) mit ihren 12-Jahresergebnissen fanden in den vergleichenden Studien keine Vorteile der Navigation im klinischen Outcome und empfehlen weitere Untersuchungen hinsichtlich der Langzeit-Prothesen-Überlebensrate, besonders auch aufgrund der Einschränkung der Spezifität durch Einsatz eines einzelnes Navigations- und Prothesensystems.
Auch die Einführung patientenspezifischer Instrumentation bzw. Schnittblöcke (PSI) in die Knieendoprothetik brachte in der aktuellen Literaturanalyse keine Verbesserung der klinischen Ergebnisse noch liegen Langzeitdaten vor (Sassoon et al. 2015). Im Gegenteil ist der PSI-Einsatz teurer und zeitaufwendiger (Kosse et al. 2018).

Kinematik

Die klinischen Ergebnisse bei Verwendung von Mobile Bearings oder Fixed Bearings waren in vergleichenden Studien in Bezug auf Funktion, Schmerz und Komplikationen ähnlich (Bhan et al. 2005; Lädermann et al. 2008), welches ebenso für die Verwendung im internationalen Vergleich gilt (Tab. 1; Abb. 3 und 4).
Bei den Posterior-stabilisierten-Komponenten wird immer wieder die Bedeutung des hinteren Kreuzbandes betrachtet. In ihrem Review von 2006 beschreiben Grassmayr et al. (2007) bei Defizienz des hinteren Kreuzbandes eine vermehrte tibiale Translationsbewegung nach posterior, eine vermehrte Laxizität, erhöhte Drücke der Kontaktflächen sowie einen Verlust der Propriozeption, allerdings nach Studienlage ohne Evidenz eines Einflusses des Propriozeptionsverlustes auf Kraft und Kinematik sowie auf eine Aktivierung der kompensatorischen Muskelaktivität. Nach Swanik et al. (2004) kommt es nach Implantation einer Endoprothese zu einer Verbesserung der Propriozeption, Kinesthesie und Balance, was auf den Erhalt der kapsulären Strukturen, Schmerz- und Entzündungsminderung zurückgeführt wird. Ausdrücklich weisen die Autoren darauf hin, dass ein Erhalt des hinteren Kreuzbandes die Propriozeption und Balance im Vergleich zur Posterior-stabilisierten-Gruppe nicht signifikant verbessert. Zu ähnlichen Ergebnissen kommen Sathappan et al. (2006) und Hofmann et al. (2000), die den propriozeptiven Einfluss im Vergleich zu einer Gruppe mit ultrakongruenten Inlays untersuchten.
In Bezug auf Langzeitergebnisse konnten Jorgensen et al. (2019) nach 15 Jahren im National Joint Replacement Register Australiens bei einer Gesamtkohorte von knapp 480.000 Fällen eine kumulierte prozentuale MAR (Major Aseptic Revision) von 3,0 % der Fälle nachweisen, wobei Fixed Bearings signifikant niedrigere Raten mit 2,7 % im Vergleich zu 4,1 % für Mobile Bearings aufwiesen. In ihren Schlussfolgerungen sehen sie ein jüngeres Patientenalter (MAR 7,8 % bei Patienten <55 Jahre vs. MAR 1,0 % bei Patienten ≥75 Jahre), posteriore Stabilisierung, zementfreie Fixierung, bewegliches Lager und Nichtnavigation als Risikofaktoren für höhere MAR-Raten nach TKA an (Abb. 5).

Weichteilmanagement

Von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei den nicht achsgeführten Implantaten in der Knieendoprothetik, ist das Management der Weichteile. Die Balancierung der Kollateralbänder ist essentiell bei den Endoprothesen ohne Hinges. Yu et al. (2007) sehen im Weichteil-Balancing die wichtigste Maßnahme, um Varusdeformitäten und Beugekontrakturen auszugleichen. Die Bedeutung des Weichteilmanagements für die korrekte Implantation eines bikondylären Oberflächenersatzes mit Schaffung eines gleich großen Beuge- und Streckspalts unterstreichen Claus und Scharf (2007); Briard et al. (2007) sowie Meloni et al. (2017) zur Erzeugung eines optimalen Gleichgewichtes und guten postoperativen Ergebnisses.

Outcome

Für das funktionelle Outcome nach Endoprothesenimplantation sind aber nicht nur die vorgenannten Überlegungen von Bedeutung. So zeigen die klinisch erhobenen PROM’s eine deutliche Verbesserung des Gesamtzustandes im Verlauf nach Implantation einer Knieprothese.
Entscheidend für ein gutes postoperatives Ergebnis ist hierbei die präoperative Funktion des Bewegungsausmaßes (ROM). Kawamura und Bourne (2001) schlussfolgerten aus ihren Studienergebnissen, dass die wichtigsten Faktoren eines guten postoperativen Bewegungsumfanges sowohl die präoperative ROM als auch eine Varus-Valgus-Fehlstellung sind. Auch verschiedene andere Autoren sehen die präoperative ROM als sehr wichtig (Gatha et al. 2004) für das postoperative Outcome an, vertreten aber den Standpunkt eines multifaktoriellen Geschehens, in das neben der ROM auch die Erfahrung des Chirurgen (Shi et al. 2006), Patellastärke, postoperativer Schmerz und die Höhe der postoperativen Gelenklinie (Ryu et al. 1993) hineinspielen.
Umgekehrt signifikante negative prädiktive Faktoren wie weibliches Geschlecht, hoher BMI, Voroperationen des Kniegelenks, Diabetes mellitus, Lungenerkrankungen und Depressionen konnten Fisher et al. 2007 herausarbeiten, welches so auch in aktuellen Reviews bestätigt wurde (di Laura Frattura et al. 2018; Lo et al. 2019).
Neben den vorgenannten Faktoren zeigt das schwedische Endoprothesenregister Unterschiede der Revisionsraten für einzelne Implantatmodelle (Abb. 6). Die Unterschiede der Ergebnisse der einzelnen Implantate sind sicherlich nicht dem Implantatmodell allein anzulasten. Zementart, Operateur, Indikationsstellung etc. tragen ebenfalls wesentlich zum Outcome mit bei. Die Gesamtrevisionsrate für alle Endoprothesen (n =118.447) wird mit ca. 4 % angegeben.

Retropatellarersatz

Die Entscheidung zur Verwendung des Patellarückflächenersatzes ist hinsichtlich des klinischen Ergebnisses weiter nicht eindeutig geklärt (Burnett et al. 2007) und wird entsprechend kontrovers diskutiert. Während z. B. Briard und Hungerford (1989) einen Ersatz der retropatellaren Gleitfläche für nicht erforderlich halten, sind z. B. Insall et al. (1979) der Überzeugung, dass ein Ersatz der retropatellaren Gleitfläche nötig ist, um ein patellofemorales Schmerzsyndrom zu vermeiden. Neuere Registerdaten zeigen, dass der Rückflächenersatz von regionalen Präferenzen geprägt ist – im Schwedischen Register sind 2017 nur 2,6 % aller TKA’s mit primärem Rückflächenersatz versehen worden, dagegen wird dies in Neuseeland in rund einem Drittel der Fälle praktiziert (Tab. 1).
Die genauen Auswirkungen dieser Versorgungsmodalität auf das klinische Ergebnis ist nicht endgültig klar und muss noch durch größere randomisierte kontrollierte Studien mit Langzeit-Follow-up bewertet werden (Longo et al. 2018). So verringert der Patellarückflächenersatz die Revisionsrate sowohl für minimal-stabilisierte Prothesen (7,1 %) als auch für posterior-stabilisierte Prothesen (7,9 %) im Gegensatz ohne Erneuerung (8,8 % bzw. 11,1 %). Onlay-Patella-Designs scheinen dabei im Vergleich zu Inlay-Patellae mit einer geringeren Revisionsrate (Coory et al. 2020) laut Australischem Register verbunden zu sein. Es ist mittlerweile aber klar, dass die Revisionsrate nicht immer ein idealer Parameter ist, um die Leistung eines bestimmten Implantatsystems zu beurteilen. Das Problem der Revisionsraten ist, dass die Indikation zu gewissen Anteilen subjektiv durch den Behandler geprägt wird und die Schwelle zur Revision bei partiellen Versorgungen (also z. B. TKA ohne Retropatellarersatz, RPE) immer niedriger ist, als in Fällen, bei denen bereits eine vollständige Versorgung vorliegt (Abschn. 9). Bei bestimmten speziellen Arthropathien, wie z. B. der Chondrokalzinose, hat es sich gezeigt, dass die Verwendung des Rückflächenersatzes sinnvoll ist.

Geschlechtsunterschiede und genetische Varianz

Ende des letzten Jahrhunderts wurde erkannt, dass es entscheidende interindividuelle, geschlechtsspezifische Unterschiede in der Form der distalen Femora und der Tibiaplateaus gibt, die in vielen Prothesensystemen bislang nicht umgesetzt sind (Mahfouz et al. 2007). Diese Erkenntnisse könnten möglicherweise die Passform der Komponenten, die Beugefähigkeit der Gelenke und das Patellatracking verbessern, welches aber in Studien im Vergleich zur Standardprothese so bisher nicht nachgewiesen werden konnte (Saevarsson et al. 2013; Cheng et al. 2014). Dies gilt gleichwohl auch bei den unikondylären Endoprothesen (Lustig et al. 2012).
Weiterhin wurden Unterschiede in der dreidimensionalen Kniemorphologie zwischen kaukasischen, afroamerikanischen und ostasiatischen Populationen identifiziert, deren Bedeutung für das Implantatdesign zunächst in klinischen Studien zu evaluieren ist (Mahfouz et al. 2012).

Partialersatz

Unikondyläre Prothese

Ein neben dem bikondylären Oberflächenersatz genutztes Implantatsystem ist die unikondyläre Schlittenprothese, die jedoch anhaltend diskutiert wird. Im Englischen Register ist der Anteil der Monoschlitten über die letzten Jahrzehnte deutlich auf gegenwärtig etwa 10 % gesunken – bei allerdings seit einigen Jahren wieder steigender Tendenz.
Der Grund für die kontroverse Diskussion wird beispielsweise bei Betrachtung der Revisionsergebnisse des Schwedischen Endoprothesenregisters ersichtlich (Abb. 7 und 8).
Im Vergleich zu den bikondylären Oberflächenersatzprothesen zeigen die unikondylären im gleichen Zeitraum signifikant höhere Revisionsraten. Diese beträgt 1,2/component year beispielhaft im Neuseeländischen Register (gegenwärtig 20 Jahre Beobachtungszeitraum) und ist damit rund 2,5-mal so hoch wie die durchschnittliche Revisionsrate aller bikondylären Systeme (0,48/component year). Ähnlich Größenordnungen finden sich in anderen Registern.
Das Finnische Prothesenregister gibt aktuell eine Kaplan-Meier-Überlebensrate von UKAs von 89,4 % nach 5 Jahren, 80,6 % nach 10 Jahren und 69,6 % nach 15 Jahren bei entsprechenden Raten für TKAs von 96,3 %, 93,3 % bzw. 88,7 % an (Niinimäki et al. 2014). Monoschlitten hatten auch nach Anpassung an Alter und Geschlecht der Patienten im Vergleich eine schlechtere Langzeitüberlebensrate.
Allerdings weisen verschiedene Autoren darauf hin, dass die Revisionsrate als Maßstab für den Erfolg eines Gelenkersatzes nur bedingt taugt. Der wesentliche Punkt hierbei ist die deutlich niedrigere „Hemmschwelle“ zur Revision bei einem Partialersatz als bei einem vollständigen Oberflächenersatz. Goodfellow et al. (2010) bemerken hierzu treffend, dass die Konversion eines schmerzhaften UKAs hin zur TKA als logisch empfunden wird, in dem Sinn, dass aus einer teilweisen Lösung nun eine vollständige wird. Dagegen ist es deutlich weniger überzeugend, einen bikondylären Oberflächenersatz in einen ebensolchen oder eine funktionell schlechtere Revisionsprothese zu wechseln.
Die belegende Analyse der Revisionsraten gegen das klinische Ergebnis aus dem Neuseeländischen Register ergibt tatsächlich, dass bei gleichem klinischem Outcome die Wahrscheinlichkeit für eine Revision bei der UKA deutlich erhöht ist. Daneben zeigt sich in diesem Register auch, dass die Revisionsrate vom Operationsvolumen des Chirurgen abhängt: Unter 10 UKA’s pro Jahr sind mit deutlich erhöhter Revisionswahrscheinlichkeit verbunden. Auf Grund des allgemein geringeren Gesamtvolumens des Partialersatzes bekommt dieser Aspekt eine erhebliche klinische Bedeutung, zumal Daten aus dem NRJ zeigen, dass die Rate von periprothetischen Infekten beim Monoschlitten in etwa halbiert ist.
Insgesamt ist die Annahme, unikondyläre Prothesen hätten eine intrinsisch höhere Komplikations- und Revisionsrate, wahrscheinlich nicht zu halten. Vielmehr dürften hier Verzerrungen bei der Interpretation der verfügbaren Daten eine wichtige Rolle wie auch die im Durchschnitt deutlich geringere Erfahrung der Chirurgen mit Teilersatz-Systemen spielen (Abb. 8).
So weisen Liebau et al. (1998) auf die strenge Indikationsstellung (Knorpelzustand, ligamentäre Führung) bei der Implantation von unikondylären Schlitten hin. In der klassischen Arbeit von Kozinn und Scott (1989) kamen die Autoren ebenfalls zu der Einschätzung, dass für Schlittenprothesen eine eher enge Indikation besteht, u. a. für ältere Patienten ohne Übergewicht und mit geringem Funktionsanspruch.
Neuere Analysen der modernen Implantate und Techniken bestätigten diese Prämisse aber kaum und zeigten, dass auch übergewichtige und jüngere Patienten von dieser Versorgung gut profitieren (van der List et al. 2016). Interessanterweise scheint der Zustand des Patellofemoralgelenks bei ansonsten typischer antero-medialer Arthrose von untergeordneter Bedeutung zu sein. Im Allgemeinen ist aber vorauszusetzen, dass der Zustand der nicht ersetzten Kompartimente angemessen gut sein sollte. Eine unzureichende Rekonstruktion der Achse in der Koronarebene, vor allem eine Überkorrektur der Beinachse, führt dagegen regelmäßig zu schlechteren Ergebnissen (Zuiderbaan et al. 2016). In der Literatur finden sich zahlreiche Hinweise für gute klinische Ergebnisse bei geeigneter Indikation (Kim et al. 2007; Lisowski et al. 2004; Skowroński et al. 2005), wie auch eine beträchtliche Anzahl an Berichten über früh versagende Teilprothesen (Koskinen et al. 2007, 2009). Bei Revisionen mit Wechsel auf bikondyläre Implantate können trotz mitunter deutlichem Verlust des Knochenlagers aber gute Ergebnisse erzielt werden (Châtain et al. 2004; Lim et al. 2019).
Voraussetzung ist also vor allem eine angemessene Erfahrung des Behandlers in Bezug auf die Indikationsstellung und das Operationsvolumen. Ein Partialersatz sollte geeigneten Patienten mit dem Anspruch vorbehalten sein, eine dauerhafte und funktionell vollwertige Versorgung zu erzielen und ist nicht als eine Interimsprothese zu verstehen.

Patellofemoralersatz

Die degenerativen Erkrankungen des patellofemoralen Kompartimentes umfassen ein Spektrum des Gelenkverschleißes von schwerer Chondropathie bis zur fortgeschrittenen Arthrose. Prinzipien und Wahl des Zeitpunkts für die operative Versorgung, der isolierten patellofemoralen Degeneration sind Gegenstand intensiver Diskussion. Es konnten aber durchaus einige Autoren über gute Ergebnisse bei isoliertem Patellarückflächenersatz berichten (Davidson und Rivenburgh 2008; Leadbetter 2008; Sisto und Sarin 2008).
Die systematische Überprüfung der neueren Literatur ergab, dass bei kurz- und mittelfristigen Nachuntersuchungen relativ gute Ergebnisse der PFA-Überlebensrate (5-, 10-, 15- und 20-jährige PFA-Überlebensrate von 91,7, 83,3, 74,9 bzw. 66,6 % und eine jährliche Revisionsrate von 2,18 %) und der funktionellen Ergebnisse (KSS und Knee Function Score mit 87,5 bzw. 81,6 %) bei signifikanter Heterogenität im Prothesendesign und Dokumentationsbeginn berichtet wurden (van der List et al. 2017). Es handelt sich im Wesentlichen aber um kleinere Fallkohorten (im Neuseeländischen Register beträgt der Anteil der Patello-Femoral-Prothesen etwa 0,5 % aller Knieersatz-Operationen). Insofern sind die bisher vorliegenden Daten in ihrer Aussagekraft limitiert und es sind hier weitere mittel- bis langfristigen Ergebnisse abzuwarten (Abb. 8).

Psychogene Einflüsse auf das Ergebnis

Die Kniegelenkendoprothetik weist trotz fortschreitender Entwicklung der Implantationstechniken und Materialien einen stabil hohen Anteil an Patienten auf, je nach Studienlage von 20–30 %, bei denen sich zwischen der objektiven Befundlage und der subjektiven Einschätzung einer ungenügenden postoperativen Algofunktion Diskrepanzen zeigen (Forsythe et al. 2008). Im Rahmen dieser Bewertung ergibt sich oft eine Verbindung mit psychischen Belastungen, welche sich in Form von ängstlich-depressiver Symptomatik und spezifischer Kognition darstellt. Dabei weisen die ausgeprägten psychischen Belastungen eine enge Verbindung zur postoperativen Algofunktion auf. Weiterhin spielen pathologisch überzeichnete Angst vor Bewegungen (Kinesiophobie) und Katastrophisierung eine entscheidende Rolle für eine maladaptive und komplikationsträchtige Verarbeitung der Implantation einer Kniegelenkendoprothese. Im Rahmen von verschiedenen Untersuchungen zeigten sich aber auch Persönlichkeitsmerkmale (Vogel et al. 2019) und Persönlichkeitsstörungen (Vogel et al. 2020) entscheidend für die fehlgeleiteten Prozesse der Verarbeitung. Die Zufriedenheit mit der postoperativen Algofunktion scheint somit nicht nur durch den Körper, sondern auch durch den Geist in Verbindung zu stehen und an komplexe psychodynamische Mechanismen der Fehlanpassung gekoppelt zu sein.

Fazit für die Praxis

Vielfach wird heutzutage versucht, klare Richtlinien aufzuzeigen und Goldstandards zu definieren. Anhand der vielfältigen Ergebnisse, zunehmenden Heterogenität der Prothesenmodelle und operativen Versorgungen lässt sich ersehen, dass die Definition eines einzelnen Goldstandards schwierig ist und die Grenzen zwischen „etabliert“ und „Innovation“ fließend sind. Für jeden Patienten müssen letztendlich die individuellen Gegebenheiten des Gelenks und darüber hinaus allgemeine Situationen berücksichtigt werden, um ein exzellentes Ergebnis zu erzielen.
In der Vergangenheit war die Änderung des Implantatdesigns ein Ziel für die Verbesserung. Es wird jedoch zunehmend klinisch anerkannt, dass Fortschritte durch optimierte Implantationsmethoden, Vermeidung von Komplikationen und Verfeinerung der perioperativen Versorgung von Patienten erzielt werden können (Price et al. 2018). Neue Technologien wie Robotik, Künstliche Intelligenz und Augmented Reality werden die künftige Knieendoprothetik wahrscheinlich weiter vorantreiben. Ihre Einführung muss jedoch ausreichend reguliert und überwacht werden, um die fortlaufende Patientensicherheit zu gewährleisten.
Besonders bedeutsam sind aber auch die modernen Erkenntnisse über psychogene Faktoren, welche das Ergebnis beeinflussen können. Offensichtlich sind diese von erheblicher Relevanz für das subjektive Empfinden des Patienten, und in der Vergangenheit aber zu Gunsten einer eher mechanistisch geprägten Betrachtungsweise häufig übersehen worden. Hier ergeben sich daher neue und interessante Ansätze zur Verbesserung des Ergebnisses, unabhängig von den Entwicklungen in operations- und materialtechnischer Hinsicht.
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