Vermeintlich robustere Knieprothese zeigt höheren Verschleiß

Ist bei Arthrose im Knie der Gelenkknorpel nur einseitig zerstört, jede Belastung aber trotzdem eine Qual, kommt für manche Betroffene ein Teilersatz des Gelenks in Frage. Dafür gibt es sogenannte Schlittenprothesen in zwei verschiedenen Ausführungen. Welche der beiden Varianten langjährigem Einsatz besser standhält, hat Biomechaniker Dr. Jan Philippe Kretzer von der Orthopädischen Universitätsklinik Heidelberg mit seinem Team erstmals im Bewegungssimulator untersucht. Dabei schnitt gerade die Prothese schlechter ab, die theoretisch weniger verschleißen sollte: Aus ihr lösten sich mehr Kunststoffpartikel, die langfristig die Haltbarkeit des Gelenkersatzes begrenzen können.

Für die aussagekräftige Studie ist Kretzer jetzt mit dem Wissenschaftspreis der Arbeitsgemeinschaft Endoprothetik ausgezeichnet worden. Erstmals geht der renommierte Preis zu gleichen Teilen an drei Wissenschaftler, neben dem Heidelberger Biomechaniker auch an PD Dr. Gerold Labek (Uniklinik Innsbruck) und Dr. Arne Hothan (TU Hamburg). Der Preis ist jeweils mit 5.000 Euro dotiert.

In Deutschland erhalten jährlich rund 150.000 Menschen einen Kniegelenksersatz. Etwa 10 Prozent dieser künstlichen Gelenke sind sogenannte unikondyläre Schlittenprothesen: Sie ersetzen nur eine Hälfte des Kniegelenks, der gesunde Anteil und ein Großteil des natürlichen Bandapparats bleiben erhalten. Dazu wird das Kunstgelenk auf der Innen- oder Außenseite des Knies eingesetzt. Es besteht aus zwei Metallkomponenten, welche die beschädigten Gelenkanteile in Oberschenkelknochen und Schienbein ersetzen, und einer Kunststoffeinlage zwischen diesen Metallkomponenten. Die Kunststoffeinlage verhindert, dass die beiden Metalloberflächen im Kunstgelenk direkt aufeinander reiben.

Bei der festen Schlittenprothese ist diese Kunststoffeinlage auf der im Schienbein verankerten Metallkomponente fixiert. Die Kunststoffeinlage wird bei jeder Bewegung hauptsächlich auf der Oberseite belastet. Anders beim mobilen Prothesentyp: Hier ist die Einlage beweglich. So sind alle Gelenkkomponenten gegeneinander verschiebbar; Druck und Reibung verteilen sich gleichmäßig auf Ober- und Unterseite der Einlage.

Mehrjährige Belastung im 24-Stunden-Betrieb realitätsgetreu nachgeahmt

„Theoretisch sollte dieses Implantat einen geringeren Verschleiß aufweisen“, erklärt Dr. Kretzer, Leiter des Biomechanik-Labors in der Orthopädischen Universitätsklinik. Das Team überprüfte diese Annahme im Bewegungssimulator, der die mehrjährige Belastung der Kunstgelenke im 24-Stunden-Betrieb realitätsgetreu nachahmt. Dabei lösten sich aus dem mobilen Implantat signifikant mehr Partikel als aus der fixierten Variante. „Der Verschleiß nach einer simulierten dreijährigen Belastung war rund 30 Prozent höher“, fasst der Biomechaniker zusammen.

Vorrangig ist der Abrieb nicht wegen des Materialverlusts problematisch. Vielmehr können die gelösten Kunststoffpartikel über die Jahre verursachen, dass sich das Knochengewebe langfristig abbaut. Das Implantat kann sich vorzeitig lockern und muss dann ausgetauscht werden. „Dieses Ergebnis bedeutet allerdings nicht, dass die mobilen Prothesen generell schlechter sind“, so Kretzer. „Studien haben z.B. gezeigt, dass der Bewegungsablauf der mobilen Gelenke physiologischer ist. Welche Prothese sich besser eignet, hängt vom jeweiligen Patienten und seinen Bedürfnissen ab.“

Ziel der Heidelberger Wissenschaftler ist es, basierend auf den Ergebnissen aus dem Bewegungssimulator die Haltbarkeit der Gelenkprothesen zu verbessern. Die Arbeit wurde 2011 im Fachmagazin „Acta Biomaterialia“ veröffentlicht.

Weitere Informationen über die Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg:

Ansprechpartner:
Dr. sc. hum. Dipl.-Ing. Jan Philippe Kretzer
Labor für Biomechanik
Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg
Schlierbacher Landstraße 200a
69118 Heidelberg
Tel.: 06221 / 96 92 09
Fax: 06221 / 96 92 06
E-Mail: philippe.kretzer@med.uni-heidelberg.de

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Diese Pressemitteilung ist auch online verfügbar unter

9 / 2012

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