mini|Röntgenbild einer zementfreien Hüftendoprothese Bei der Endoprothese (von und Prothese), genannt auch Gelenkersatz, handelt es sich um ein Implantat, das dauerhaft im Körper verbleibt und ein geschädigtes Gelenk ganz oder teilweise ersetzt. Diese Kunstgelenke werden seit Mitte des 20. Jahrhunderts Menschen und Tieren anstelle ihrer eigenen zerstörten Gelenke eingesetzt.
Anwendungen Am bekanntesten sind wohl die künstlichen Hüftgelenke. Heute stehen auch Endoprothesen für weitere Gelenke zur Verfügung (Kniegelenk, Schultergelenk, Sprunggelenk-Endoprothese sowie Ellbogengelenks- und Fingergelenksprothesen), wobei arthrotische Gelenkveränderungen eine häufige Indikation darstellen. Als Gelenkersatz ist auch die Bandscheibenprothese anzusehen. Auch in der Veterinärmedizin (Hunde/Katzen) hat das künstliche Hüftgelenk Einzug gehalten.
Im Wesentlichen sind alle körperfremden Ersatzteile, die komplett in den Körper eingebracht werden, Endoprothesen, auch Implantate genannt. Dazu zählen auch Herzklappenersatz, Gefäßersatz, Harnleiterschienen oder Brustimplantate. Daneben gibt es noch spezielle Implantate, die nicht ausschließlich im Körper verborgen sind, sondern austreten, und daher auch als Endo-Exo-Prothesen bezeichnet werden können, wie Zahnimplantate, Cochlea-Implantate oder Endo-Exo-Prothesen nach Amputation z. B. des Oberschenkels oder des Oberarms. Der vorliegende Artikel beschäftigt sich jedoch ausschließlich mit den in Orthopädie und Unfallchirurgie verwendeten Gelenkendoprothesen.
Der weltweite Umsatz für Endoprothesen belief sich bereits im Jahr 2012 auf 43,1 Milliarden US-Dollar. Dabei betrug der Marktanteil für Knie-Endoprothesen 49 % und für Hüft-Endoprothesen 42 %, während die übrigen Gelenke nur 9 % ausmachten. Weltweit vertreiben fast 200 Unternehmen Endoprothesen, wobei die führenden zehn Unternehmen 94 % des Marktes unter sich aufteilen.Orthoworld: The Orthopaedic Industry Annual Report, For Year Ending December 31, 2012. zitiert nach „move – Belgium“, Information der Mathys Orthopaedics Belux NV-SA, Löwen/Belgien, November 2013.
Prothesenverankerung im Knochen Grundsätzlich entsteht der Halt einer zementfreien Prothese durch vom Körper gebildete Knochensubstanz, welche die Prothese fest umschließt. Diese knöcherne Integration erfordert eine genaue Einpassung der Prothese in das Knochenlager. Durch Knochenzement kann die Passgenauigkeit methodisch vereinfacht werden. Man unterscheidet demnach zementierte Prothesen zementfreie Prothesen Hybrid-Prothesen, bei denen beispielsweise die Hüftpfannenprothese zementiert und der Schaft zementfrei ist
Werkstoffe/Werkstoffpaarungen
mini|Klassische Paarung: Edelstahl und ultrahochmolekulares Polyethylen UHMW-PE Der Prothesenschaft einer Hüftprothese besteht im 21. Jahrhundert üblicherweise aus Titanlegierungen (TiAl6V4, TiAl6Nb7 – Schmiedelegierung) (zementfrei). Die Femur- und Tibiakomponenten eines Knieimplantats bestehen dagegen aus CoCrMo-Gusslegierungen oder aus Titan-Legierungen (Gussteile oder gefräste Schmiedeteile).
Typische Gleitpaarungen im Artikulationsbereich bei Total-Endoprothesen (TEPs) (also Ersatz von Gelenkkopf und Gelenkpfanne) sind CoCrMo/Polyethen Keramik/Keramik Keramik/Polyethen CoCrMo/CoCrMo
Es wurden mittlerweile hochvernetzte Polyethen-Strukturen (cross linked-Ultra high molecular weight polyethylene) entwickelt, welches ähnliche tribologische Eigenschaften wie Keramik aufweist. Durch den Einsatz von Antioxidantien, v. a. Vitamin E, soll der Abrieb noch weiter gesenkt werden.
Aufgrund der sehr schlechten tribologischen Eigenschaften von Titan wird dieses nicht als Material für artikulierende Prothesenteile eingesetzt. Lediglich modifizierte Titanoberflächen, die Titannitride zur Härtung einsetzen, werden vereinzelt für Artikulationsflächen genutzt.
Grundsätzlich werden immer mehr nickelfreie Endoprothesen verwendet, da eine entsprechende Allergie postoperativ zu Komplikationen und gar dem Austausch der Prothese führen kann.
Allgemeine Risiken Bei allen elektiven Prothesenimplantationen, die also geplant und nicht infolge eines Unfalls notwendig werden, haben Begleiterkrankungen (insbesondere Diabetes mellitus), Fehlernährung (Hypalbuminämie), Medikation sowie körperliche und seelische Verfassung des Patienten einen wesentlichen Einfluss auf das Ergebnis. Wundheilungsstörungen, Infekte und Lockerungen sind bei Rauchern mindestens doppelt so häufig, weshalb zu einem Rauchverzicht in den sechs Wochen vor und nach der geplanten Operation geraten wird. Zudem wird übergewichtigen Patienten zu einer präoperativen Gewichtsabnahme geraten, sofern die Arthrose das zulässt.
Tendenziell sind die Operationsergebnisse in den Kliniken, die diese Eingriffe sehr oft durchführen, besser als in Kliniken mit einer geringen Anzahl dieser Eingriffe.
Zur Minimierung der Risiken bei solchen Eingriffen wurde von der DGOOC die EndoCert-Initiative ins Leben gerufen, im Rahmen derer sich Endoprothetik-Zentren zertifizieren lassen können.
Hüfte Als Vorläufer der heutigen endoprothetischen Technik gilt der 1939 publizierteMarius Nygaard Smith-Petersen: Arthroplasty of the hip. A new method. In: J. Bone jt. Surg. Band 21, 1939, S. 269 ff. partielle Hüftkopfersatz durch „Cup-Plastik“Hermann Ecke, Uwe Stöhr, Klaus Krämer: Unfallchirurgie. In: Franz Xaver Sailer, Friedrich Wilhelm Gierhake (Hrsg.): Chirurgie historisch gesehen. Anfang – Entwicklung – Differenzierung. Mit einem Geleitwort von Rudolf Nissen. Dustri-Verlag Dr. Karl Feistle, Deisenhofen bei München 1973, ISBN 3-87185-021-7, S. 204–216, hier: S. 210. nach Marius Nygaard Smith-Petersen. Den ersten totalprothetischen Ersatz (mit Endoprothese und neuer Pfanne) führte John Charnley 1961 ein. Pioniere der Hüftendoprothetik in Deutschland waren in den 1960er Jahren Hans-Wilhelm Buchholz und Hans-Hermann („Peter“) Lubinus. Werden sowohl der Gelenkkopf als auch die Gelenkpfanne ersetzt, handelt es sich um eine Total-Endoprothese (TEP) der Hüfte (Hüfttotalendoprothese, HTEP, genannt auch Hüft-TEP). Wenn nur der Hüftkopf ersetzt wird, ist das eine Hemi-Endoprothese (HEP).
Entwicklungen ab den 2010er Jahren Nach Auswertungen des deutschen Endoprothesenregisters gibt es einen Trend zu zementfreien Hüftschäften, die nach Jahresbericht 2019 in zwei Drittel aller Fälle eingesetzt werden, und von denen weniger als 15 Prozent Kurzschaftprothesen sind. Bei den Pfannen gibt es eine starke Tendenz zu „pressfit“-Pfannen, die aktuell dominieren. War noch 2000 jede zweite Pfanne eine Schraubpfanne, ist dies heute nur noch jede achtzehnte Pfanne. Mit einem Anteil von 84 Prozent sind Gleitpaarungen aus Pfannen mit hochvernetztem Polyethylen und Keramikköpfen Standard, während Metall-Metall-Paarungen nicht mehr zum Einsatz kommen. Eine Leitlinie mit Indikationskriterien zur Hüfttotalendoprothese bei Coxarthrose wurde in Deutschland zuletzt im März 2021 veröffentlicht.
Oberflächenersatz Die Hüftkappen- bzw. McMinn-Prothesen (englisch resurfacing) wurden für jüngere Patienten entwickelt, um dadurch mehr Möglichkeiten bei einer späteren Revision zu besitzen. Konkret musste dafür nur der Kopf des Oberschenkelknochens und der Schenkelhals teilweise entfernt werden. Im Oktober 2010 rief die Firma DePuy das ASR XL Hüftpfannen- und Hüft-Oberflächenersatzsystem zurück. Im März 2012 erschien bei The Lancet eine Studie, nach der die insbesondere bei großen Metall-auf-Metall-Prothesen ungewöhnliche hohe Revisionsraten bereits in einem mittleren Nachbeobachtungszeitraum (von 5 Jahren) auftraten. Deshalb wird empfohlen, Metall-auf-Metall-Prothesen nicht mehr zu verwenden.Alison J. Smith, Paul Dieppe, Kelly Vernon, Martyn Porter, Ashley W. Blom: Failure rates of stemmed metal-on-metal hip replacements: analysis of data from the National Joint Registry of England and Wales. In: The Lancet. Band 379, Nr. 9822, 31. März 2012, S. 1199–1204. ((abstract)). In Deutschland werden Hüftkappenprothesen nicht mehr eingesetzt.
Kurzschaftprothese Kurzschaftprothesen zeichnen sich durch ihr kompaktes Design aus, welches schonender für die Knochen und die Weichteile ist. Sie werden zunehmend verwendet, während frühere Implantatmodelle, wie der Mayo-Schaft oder der von Pipino entwickelte CFP-Schaft, nur bei ausgewählten Patientenkollektiven eingesetzt wurden. Nach dem EPRD-Bericht von 2022 liegt der Anteil bei circa 12 % aller Schaftkomponenten. Die kurz- und mittelfristigen Überlebensdaten von Kurzschaftendoprothesen sind vergleichbar mit denen von den klassischen Geradschaftprothesen.
Operative Behandlung
Die Operation kann sowohl unter Vollnarkose als auch mit einer Spinalanästhesie durchgeführt werden. Zunächst werden die verschlissenen Gelenkoberflächen und der bisherige Gelenkkopf am Oberschenkel entfernt und der verbleibende Knochen für das Implantat vorbereitet. Danach erfolgt die Implantation und Verankerung der beiden Gelenkkomponenten mit den oben beschriebenen Alternativen.
Für die Hüftpfanne sollte eine Abduktion von 40 ± 10° und eine Anteversion von 15 ± 10° angestrebt werden, außerhalb dieser „sicheren Zone“ (nach Lewinnek 1978) steigt das Risiko einer Prothesenluxation um das Vierfache, außerdem besteht ein erhöhtes Risiko für vorzeitigen Abrieb der Prothesenkomponenten und für ein Impingement der Prothese.
Anschließend wird ein Probekopf auf den Schaft gesetzt und die Hüfte eingerenkt, um Beinlänge, sicheren Halt und Achsstabilität zu überprüfen. Eventuell kann ein Probe-Hüftkopf mit längerem oder kürzerem Hals, mit mehr oder weniger Offset ausprobiert werden, bis ein sicherer und stabiler Halt gefunden wird. Abschließend wird der neue Hüftkopf aufgesetzt, das Hüftgelenk erneut reponiert und zuletzt die Wunde verschlossen.
Für die gesamte Operation bis Wundverschluss kann mit einer Dauer bis zwei Stunden gerechnet werden. Der Patient kommt danach zur Überwachung in eine Aufwacheinheit. Nach weiteren zwei bis vier Stunden erfolgt dann die Rückverlegung in die Normal- oder Überwachungsstation.
Minimal-invasive Hüftendoprothetik mini|Minimal-invasiv implantierte Endoprothese mini|Operationsnarbe nach dem Einbau einer Endoprothese in die rechte Hüfte Moderne minimal-invasive Operationstechniken erlauben heute eine gewebeschonende Art der Implantation. Es handelt sich hierbei um minimal- oder geringinvasive Zugänge zum Hüftgelenk. Die Definition des minimalinvasiven Zugangs wird jedoch zurzeit kontrovers diskutiert. Sicher ist aber wohl, dass dieses Prädikat „minimalinvasiv“ in Verbindung mit möglichst geringer Weichteilirritation nicht nur von einer einzigen Methode beansprucht werden kann, sondern mehrere Verfahren als minimalinvasiv gelten dürfen.
Ein Vorteil ist die schnellere Rehabilitation der Patienten als bei den konventionellen Techniken aufgrund der schonenderen Weichteilbehandlung. Dies betrifft jedoch nur die ersten Tage nach der Operation. Im weiteren Verlauf gibt es keinen Unterschied zwischen den einzelnen Techniken in der Beweglichkeit oder Belastungsfähigkeit des Hüftgelenkes. Die minimalinvasive Technik ist nicht bei jeder Hüftgelenkserkrankung anzuwenden und hat ihre Grenzen. Nach spätestens einem Jahr zeigten Untersuchungen jedoch keine Unterschiede mehr zwischen minimalinvasivem und klassisch offenem Eingriff.
Betreuung nach der Operation In den ersten Tagen nach der Operation werden Wundschmerzen mit Medikamenten aufgefangen. Die physiotherapeutische Bewegungstherapie des operierten Beines beginnt. Die Mobilisation beginnt häufig bereits am Operationstag. Der Patient geht unter (schmerzlimitierter) Vollbelastung mit Gehhilfen die ersten Schritte.