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Gonarthrose ist eine chronisch-degenerative Gelenkerkrankung, die bisher irreversibel ist. Es kommt zu einem chronischen Knorpelabbau. Risikofaktoren für die primäre Gonarthrose sind Übergewicht, höheres Alter und genetische Prädisposition [1]. Gonarthrose ist einer der Hauptgründe bei Erwachsenen für körperliche Einschränkungen im Alltag. Symptome sind u. a. Schmerzen und Bewegungseinschränkung [1, 2]. Die Therapieoptionen sind nicht kausal und eine Heilung nicht möglich; es können lediglich Symptome reduziert und die Progression verringert werden. Die konservativen Therapieoptionen umfassen die vielfältigen physiotherapeutischen Behandlungen, Analgesie, Akupunktur, Orthesen, Injektionen sowie die Veränderung des Lebensstils, z. B. Gewichtsreduktion. Chirurgische Maßnahmen beinhalten u. a. die Beinachsenkorrektur oder eine unikondyläre bzw. Knietotalendoprothese (Knie-TEP). Knieprothesen führen zu einer deutlichen Schmerzreduktion und Verbesserung der Kniefunktion. Sie werden heute routinemäßig in vielen Kliniken durchgeführt. Jedoch sind sie irreversibel, stellen keine kleinen Operationen dar und bergen z. B. ein nicht unerhebliches Infektionsrisiko mit einer in der Literatur berichteten Inzidenzrate von 0,7–3,4 % [3, 4]. Des Weiteren haben Knieprothesen nur eine begrenzte Lebensdauer, v. a. bei jüngeren Patienten [1, 5]. Aus diesen Gründen ist eine gelenkerhaltende Behandlung mit geringerem Risikoprofil wünschenswert.
Die Mehrheit der klinischen Studien zum KineSpring-Implantat untersuchte bisher mittelfristig seine Wirksamkeit in Zeiträumen von 2 bis 5 Jahren nach Implantation [8, 9]. Langzeitstudien liegen hingegen noch nicht vor. Lediglich in einer Fallstudie wird der erfolgreiche Wechsel eines solchen Systems knapp 7 Jahre nach der Implantation in eine Knie-TEP beschrieben [10]. Mit diesem Bericht können wir eine erste Langzeitbeobachtung aufweisen, die einen Zeitraum von 12 Jahren umfasst.
Fallbeschreibung
Ein 59-jähriger, berufstätiger Patient mit einem Body-Mass-Index (BMI) von 31,1 stellte sich in unserer Sprechstunde aufgrund zunehmender medialer Gonalgie nach Implantation eines KineSpring-Implantats vor 12 Jahren (2012) alio loco vor. Die initiale Operation verlief komplikationslos. Post operationem konnte der Patient uneingeschränkt seinen Beruf als Koch ausüben. Hobbys wie Volleyball und Fußball konnten ein halbes Jahr nach durchgeführter Operation wieder aufgenommen werden. Vor 2 Jahren kam es erneut zu einer langsam zunehmenden belastungsabhängigen Gonalgie mit einer Exazerbation in den vergangenen 6 Monaten. Die durchgeführte regelmäßige orale Schmerzmedikation mit nichtsteroidalen Antirheumatika erbrachte keinerlei Linderung. Aufgrund der zunehmenden Gonalgie reduzierte sich die Gehstrecke zunehmend.
In der klinischen Untersuchung des Kniegelenks nach 12 Jahren zeigten sich inspektorisch reizfreie Haut- und Narbenverhältnisse sowie eine gerade Beinachse. Der Bewegungsumfang des Kniegelenks zeigte ein Streck- und Beugedefizit von Extension/Flexion 0 – 10 – 100° aktiv und passiv. In der späteren Narkoseuntersuchung zeigte sich ein Bewegungsumfang von Extension/Flexion 0 – 10 – 130°. Das Gelenk war bandstabil ohne intraartikulären Erguss. Des Weiteren war das Zohlen-Zeichen positiv, und ein Druckschmerz konnte am medialen Gelenkspalt ausgelöst werden.
In der vorliegenden Bildgebung (Röntgenaufnahme Kniegelenk in 2 Ebenen) zeigte sich die regelrechte Implantatlage ohne Lockerungszeichen bei medialer Gonarthrose Grad 3 gemäß Kellgren-Lawrence (Abb. 2c). Aufgrund der zunehmenden Arthrose-assoziierten Beschwerden und radiologischen Arthrosemarker empfahlen wir eine offene Implantatentfernung und im Rahmen dessen eine diagnostische Kniearthroskopie und zweizeitig dann die Implantation einer Knieprothese. Es wurde ein zweizeitiges Vorgehen gewählt, da eine Studie zeigte, dass 22 (11 %) von insgesamt 203 Implantaten um Hüft- und Kniegelenke eine positive Sonikationskultur und eine signifikante bakterielle Besiedlung aufwiesen, obwohl keine offensichtlichen klinischen Symptome einer Entzündung vorlagen. Die häufigsten nachgewiesenen Bakterien waren Koagulase-negative Staphylokokken [11]. Des Weiteren hätte ein einzeitiges Vorgehen bedeutet, dass der Patient 3 Zugänge am Knie gehabt hätte: ein anteriorer für die Implantation der Knieendoprothese und zwei mediale, einer femoral und einer tibial, für die Explantation des KineSpring-Implantats, was das Weichteiltrauma bei einer Operation deutlich erhöht hätte.
Abb. 2
a Präoperative Aufnahmen in 2 Ebenen mit medialer Gonarthrose und deutlicher Verschmälerung des Gelenkspalts. b Postoperative Röntgenaufnahmen in 2 Ebenen nach Implantation des KineSpring-Systems (2012). c Präoperative Röntgenaufnahmen des Kniegelenks im Oktober 2024 vor der Implantatentfernung
Diagnostische Kniearthroskopie und offene Implantatentfernung
Als erster Schritt erfolgte die diagnostische Kniearthroskopie. Intraartikulär zeigte sich eine ausgeprägte, ubiquitäre Synovitis und Metallose (Abb. 3b und c) ohne Anhalt einer Penetration der Gelenkkapsel oder intraartikulären Materiallage. Im medialen Gelenkkompartiment zeigte sich eine großflächige Chondropathie IIIc° (klassifiziert nach der International Cartilage Research Society [ICRS]) femoral und korrespondierend dazu tibial mit einer Fläche von 30 × 40 mm (Abb. 3a). Auch im lateralen tibiofemoralen Kompartiment ließ sich tibial eine Chondropathie IIIc° nach ICRS von 20 × 25 mm nachweisen. Passend zur fortgeschrittenen Chondropathie waren große osteophytäre Randanbauten der Femurkondylen medial und lateral sichtbar. Der noch vorhandene Innenmeniskus zeigte komplexe degenerative Veränderungen mit aufgefaserten Meniskusrändern und einer Aufweichung des Meniskusgewebes. Es wurden Biopsien zur histopathologischen Untersuchung entnommen. Anschließend wurde das Implantat offen durch jeweils zwei 3 cm lange, longitudinale Hautschnitte durch die alten Narben, je über dem femoralen und tibialen Anteil der Verankerung, vollständig entfernt. Auch hier zeigte sich eine ausgeprägte Metallose. Abb. 4a zeigt den Operationssitus mit noch vollständig einliegendem Implantat und deutlich sichtbarer Metallose des umgebenen Weichteilgewebes. Die histopathologische Untersuchung konnte deutliche Metallabriebpartikel im Gewebe nachweisen (Abb. 5). Nach Explantation des Systems wurde ein Bruch der gelenkübergreifenden Feder festgestellt (Abb. 4a), was in den präoperativen radiologischen Bildern nicht sicher identifiziert werden konnte.
Abb. 3
a Arthroskopisches Bild der fortgeschrittenen Chondropathie IIIc° nach ICRS im medialen tibiofemoralen Kompartiment. b Ausgeprägte Synovitis im Recessus lateralis. c Metallinduzierte Synovitis im Recessus suprapatellaris
a Implantatkomponenten nach Ausbau mit Bruch der gelenkübergreifenden Feder. b Operationssitus mit einliegender Basisplatte femoral und Metallose des Subkutangewebes. c Wundhöhle nach Entfernung des Implantats mit Metallose der Weichteile. Das Foto wurde mithilfe des Arthroskops aufgenommen und zeigt den Bereich im Weichteilgewebe, in dem die Feder lag
a Das histologische Präparat (Vergr. 1:20) mit Hämatoxylin-Eosin-Färbung aus der Synovialbiopsie weist Metallabriebpartikel auf (schwarze Pfeile), die auf einen periprothetischen/periosteosynthetischen Infekt, vom abriebinduzierten Typ (Metallabrieb) mit chronischer Low-grade-Synovitis, hinweisen. b Dieser Teil der Abbildung zeigt eine vergrößerte Fotografie (1:100) mit Kennzeichnung der Abriebpartikel mit weißen Pfeilen
Nach vollständiger Implantatentfernung zeigte sich das Kniegelenk weiterhin medial bandstabil. Die Wundheilung verlief per primam. Nach 6 Wochen erfolgte die Wiedervorstellung des Patienten zur Planung der Implantation einer Knieendoprothese.
Diskussion
Obwohl es eine Vielzahl von Behandlungen für die Gonarthrose gibt, kann bisher keine davon, trotz intensivster Forschungsbemühungen, ihr Fortschreiten wirksam verhindern. Eine im Jahr 2005 durchgeführte Tierstudie an Kaninchen war vielversprechend. Durch Distraktion des Kniegelenks mithilfe eines Fixateur externe konnte eine signifikante Knorpelregeneration erreicht werden, nachdem im Vorfeld mit einer oszillierenden Säge ein Knorpeldefekt an der gesamten Tibiagelenkfläche kreiert worden war [12]. Diesem Prinzip der Distraktion folgend, wurde ein Federsystem zur Entlastung des medialen tibiofemoralen Kompartiments entwickelt. In humanen biomechanischen Studien konnte eine mediale Gelenkentlastung von 14 ± 5 kg und im gesamten Knie von 9 ± 4 kg erreicht werden [7]. In vivo in einer Schafstudie wurde die sichere Anwendung nachgewiesen [13]. 2012 wurde das KineSpring-Implantat in Europa eingeführt. Die Indikation war eine schmerzhafte beginnende mediale Gonarthrose (bis Kellgren-Lawrence Grad 3) ohne große Osteophyten. Die Gonarthrose sollte konservativ austherapiert sein und der Patient aktiv ohne größere Beinachsenabweichung (Genu varum <10°; [9]). Faktoren wie Geschlecht, Alter, BMI und Krankheitsschwere haben keinen signifikanten Einfluss auf die klinischen Ergebnisse, was im Gegensatz zu vielen Studien zu Kniearthroplastiken steht [9]. Adipöse Patienten (BMI > 30) zeigten sogar größere klinische Verbesserungen in allen Fragebögen des Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC) im Vergleich zu nichtadipösen Patienten. In einer Studie, welche die Ergebnisse von 99 Patienten nach im Mittel 17 Monaten (Spanne: 1,5 bis 48 Monate) von 3 prospektiven Studien zusammenfasste, wurde eine hochsignifikante Verbesserung des WOMAC-Fragebogens im Vergleich zum präoperativen Zustand festgestellt [9]. Anzumerken ist, dass diese Fallserien von der Entwicklungsgruppe des KineSpring durchgeführt wurden. Eine weitere prospektive Fallserie mit 53 Patienten zeigte signifikante Verbesserungen im Vergleich zu präoperativ im Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Scores (KOOS), in den Schmerz- und Funktionsbereichen des WOMAC-Fragebogens, im Lysholm-Fragebogen, im International Knee Documentation Committee (IKDC) Fragebogen und im Knieschmerz-Fragebogen der visuellen Analogskala (VAS) 3, 6 und 12 Monate nach der Operation. Fünf von 53 Patienten wurden aufgrund von Komplikationen wie Infektionen oder anhaltenden Knieschmerzen erneut operiert [14]. In der Literatur gibt es auch 2 Fallberichte, die eine Explantation nach 1,5 bzw. 3 Jahren wegen einer wieder aufgetretenen medialen Gonalgie, radiologischer Lockerung des KineSpring-Implantats in einem Fall und einer Metallose intraartikulär und um das Implantat in einem anderen Fall beschrieben. In einem Fall war sogar die mediale Kapsel aufgerieben worden, womit das KineSpring-Implantat direkten Kontakt nach intraartikulär hatte und postoperativ eine erhöhte mediale Laxität vorhanden war [15, 16]. In unserem Fall berichtete der Patient über eine Verbesserung der Beschwerdesymptomatik über einen Zeitraum von 10 Jahren. Erst in den letzten 2 Jahren sei es zu einer progredienten Zunahme der belastungsabhängigen medialen Gonalgie gekommen, sodass er den Verfahrenswechsel auf eine Knieprothese wünschte. Die auch bei ihm intraoperativ deutlich erkennbare Synovitis und Metallose zeigt, wie auch schon in den beiden vorangegangenen Fallberichten, einige Risiken auf. Potenziell kann es zu erhöhten Chromionenwerten im Blutserum kommen [16].
Die Produktentwicklung blieb nicht beim KineSpring stehen. Um eine Metallose zu verhindern, wurden die metallene Feder und ihre metallene Einfassung durch Kunststoffe ersetzt. Die Einfassung der Feder in die tibiale und femorale Basisplatte wurde nun aus Polymeren hergestellt. Der Kopf der Feder besteht nun, anstatt aus Kobaltchrom, aus Karbonfasern, die mit Polyetheretherketonen (PEEK) verstärkt sind. Die Feder ist aus Polycarbonaturethanen. Diese neueste Entwicklung, MISHA, hat im Oktober 2023 die Zulassung der United States (US) Food and Drug Administration (FDA) erhalten (Abb. 6). In einer Publikation wurden die Ergebnisse von 3 klinisch-prospektiven Studien mit 171 Patienten zu den polymerbasierten Neuentwicklungen zusammengefasst [17]. Hier zeigte sich nach einem Nachuntersuchungszeitraum von im Mittel 3,2 + 1,6 Jahren ein Überleben des Implantats in 91 % der Patienten. Der WOMAC-Schmerzfragebogen reduzierte sich um 71 % im Vergleich zu präoperativ (von 58 ± 13 auf 16 ± 17 Punkte). Der WOMAC-Funktionsfragebogen reduzierte sich um 69 % im Vergleich zu präoperativ (von 56 ± 18 auf 17 ± 17 Punkte). Des Weiteren zeigte sich in einer prospektiven vergleichenden Studie, dass das MISHA-Implantat gegenüber einer historischen Patientenkohorte nach medial öffnender Tibiakopfosteotomie überlegen ist [18]. Eine Kosten-Effektivitäts-Analyse zeigte, dass das KineSpring-Implantat hoch kosteneffektiv ist und diesbezüglich der konservativen und anderen operativen Therapien (unikondyläre Knieprothese, Knie-TEP, Tibiakopfosteotomie) nach 5 Jahren (7327 €/„quality-adjusted life years“ [QALY], 9706 €/QALY, 10.467 €/QALY) und nach 10 Jahren (3402 €/QALY, 4899 €/QALY, 9996 €/QALY) überlegen ist [19].
Abb. 6
Das aktuelle Produkt von Moximed (MISHA; FDA-zugelassen) kommt ohne bewegliche Metall-auf-Metall-Verbindungen zwischen Basisplatten und Feder aus. Die Einfassung der Feder in die tibiale und femorale Basisplatte sind aus Polymeren. Der Kopf der Feder ist aus Karbonfasern, Polyetheretherketonen (PEEK), und die Feder aus Polycarbonaturethanen. (Mit freundlicher Genehmigung von Moximed Inc., Fremont, CA 94538 USA – alle Rechte vorbehalten)
Im vorliegenden Fallbericht wurden neben der Explantation des KineSpring-Systems mit anschließender zweizeitiger Implantation einer Knieendoprothese auch alternative Vorgehensweisen erwogen. So hätte die gebrochene Feder ausgetauscht werden können. Alternativ wäre ein vollständiger Wechsel auf das neue MISHA-Implantat möglich gewesen, das auf bewegliche Metall-auf-Metall-Verbindungen verzichtet und stattdessen eine Kunststofffeder verwendet, um eine weitere Metallose zu verhindern. Der Wechsel der Feder oder des Komplettsystems wären vergleichsweise kleine operative Eingriffe gewesen, die dem Patienten eine risikoreichere zweite Operation, die Implantation der Knieendoprothese, womöglich für mehrere Jahre erspart hätte. Auf Grund der ausgeprägten Metallose intraartikulär und um das Implantat, der in den vorherigen Fallberichten gefundenen erhöhten systemischen Werte der Chromionen und der bereits in der Rosenberg-Aufnahme sichtbaren fortgeschrittenen medialen Gonarthrose entschieden wir uns dagegen. Des Weiteren wäre es zum momentanen Zeitpunkt aus rechtlichen Gründen bei momentan fehlendem Conformité-Européenne(CE)-Zertifikat nicht möglich gewesen.
Fazit für die Praxis
Der Ansatz eines minimal-invasiven, gelenkentlastenden Systems mit einer Feder ist weiterhin vielversprechend, wie dieser Langzeitfallbericht zeigt.
Der Patient war 10 Jahre deutlich schmerzgelindert mit einer guten Kniefunktion.
Der endoprothetische Gelenkersatz konnte über einen Zeitraum von 12 Jahren hinausgezögert werden.
Die Indikation ist insbesondere bei jüngeren Patienten mit einer leichten bis mittelschweren Gonarthrose gegeben.
Es handelt sich um eine minimal-invasive Operation, die es den Patienten ermöglicht, direkt postoperativ voll mit einer freien Beweglichkeit zu belasten.
Bei dem neusten Implantat (MISHA) bestehen die beweglichen Verbindungen zwischen Feder und Basisplatten als auch die Feder selbst aus Kunststoffen, um eine Metallose zu verhindern.
Einhaltung ethischer Richtlinien
Interessenkonflikt
C. Manthey, C. Stärke, M. Salzmann und S. Kopf geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Für diesen Beitrag wurden von den Autor/-innen keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien. Für Bildmaterial oder anderweitige Angaben innerhalb des Manuskripts, über die Patient/-innen zu identifizieren sind, liegt von ihnen und/oder ihren gesetzlichen Vertretern/Vertreterinnen eine schriftliche Einwilligung vor.
Open Access Dieser Artikel wird unter der Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz veröffentlicht, welche die Nutzung, Vervielfältigung, Bearbeitung, Verbreitung und Wiedergabe in jeglichem Medium und Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle ordnungsgemäß nennen, einen Link zur Creative Commons Lizenz beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die in diesem Artikel enthaltenen Bilder und sonstiges Drittmaterial unterliegen ebenfalls der genannten Creative Commons Lizenz, sofern sich aus der Abbildungslegende nichts anderes ergibt. Sofern das betreffende Material nicht unter der genannten Creative Commons Lizenz steht und die betreffende Handlung nicht nach gesetzlichen Vorschriften erlaubt ist, ist für die oben aufgeführten Weiterverwendungen des Materials die Einwilligung des jeweiligen Rechteinhabers einzuholen. Weitere Details zur Lizenz entnehmen Sie bitte der Lizenzinformation auf http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de.
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