Patientenindividuelle Kunstgelenke

Dank moderner Technologien können Endoprothesen immer besser an das individuelle Gelenk des Patienten angepasst und immer präziser eingesetzt werden.

Ist der altersbedingte Verschleiß des Kniegelenks (Arthrose) weit fortgeschritten, kann die Versorgung mit einer Knieprothese notwendig werden. © Syda Productions/Fotolia

Wenn von einer Knieprothese die Rede ist, sind viele Patienten der Meinung, dass immer das ganze Gelenk ausgetauscht wird. Dabei ist es meistens ausreichend, die zerstörten Oberflächen von Schienbeinkopf und Oberschenkelknochen, die ineinandergreifen, zu ersetzen. Somit wird nur die oberste abgenutzte Schicht, also der zerstörte Knorpel, durch eine Metalllegierung ersetzt, während der Großteil des Knochens erhalten bleibt. Das Ganze kann man vergleichen mit dem Überkronen eines kaputten Zahnes.

Da wir Menschen sehr starke Größen- und Achsenunterschiede im individuellen Skelett aufweisen, wie zum Beispiel O-Beine oder X-Beine, gibt es diverse Endoprothesen in unterschiedlichen Größen. Die einzelnen Komponenten des Kunstgelenkes lassen sich dabei in ihrer Größe variieren, sodass der Operateur die passende, ideale Kombination der Einzelkomponenten für den Patienten auswählen kann.

Digitale Planung des individuellen Kunstknies

Dank einer neuen Methode zur Versorgung mit einem individuell geplanten Knie kann diese exakte Vorbereitung und Planung bereits vor der Operation erfolgen. Durch die Anfertigung einer computertomographischen dreidimensionalen Ganzbeinaufnahme (CT oder MRT) vor der Operation kann die genaue Anatomie und Beinachse bestimmt und ein exaktes Modell des Patientenknies angefertigt werden, sehr gut zu vergleichen mit dem Gebissabdruck beim Zahnarzt (Abb. 1).

Abb. 1: 3D-Modell des zu operierenden Kniegelenkes (oben der Oberschenkel, unten im Bild der Schienbeinkopf) (Quelle: Prof. Alexander Beck/Juliusspital Würzburg)

Daraufhin kann der Operateur mit Unterstützung von Spezialtechnikern die perfekte Prothesengröße auswählen und anhand von Schnitten im Computer die perfekte Beinachse, welche nach der Operation gewünscht ist, planen. Das heißt, auch vor der Operation schiefe Beine sind nach der Operation annährend wieder gerade, O- bzw. X-Beine werden somit während der OP begradigt.

Dies sind Planungsschritte, die bisher erst während der Operation erfolgen konnten und damit die Operationszeit deutlich verlängert haben.

OP-Schablonen aus dem 3D-Drucker

Ist die Planung für die perfekten Schnitte zum Erreichen dieses Operationsergebnisses dann abgeschlossen, werden individuelle Schnittschablonen mit einem 3D-Drucker produziert, die während der Operation dabei helfen, das Gelenk korrekt zu positionieren (Abb. 2 und 3).

Abb. 2: Individueller Schnittblock für den Knochenschnitt am Schienbeinkopf (Quelle: Prof. Alexander Beck/Juliusspital Würzburg)

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Abb. 3: Individueller Schnittblock für den Knochenschnitt an der Oberschenkelrolle (Quelle: Prof. Alexander Beck/Juliusspital Würzburg)

Diese sterilen Schablonen sorgen dann dafür, dass während der Operation der Operateur die Instrumente absolut präzise an die richtigen Stellen führt, sodass die beschädigten Knochenteile im perfekten Winkel möglichst knochensparend abgesägt werden können.

Präzisere Vorbereitung und schonenderes Operieren

Die Operationszeit ist durch die Vorbereitung außerhalb des Körpers wesentlich kürzer. Dank kleinster Schnitte werden zusätzlich Sehnen und Muskeln geschont. Der wichtigste Vorteil des Modellknies und der präzisen OP-Vorbereitung aber ist die Minimierung des Risikos chirurgischer Ungenauigkeiten.

Langfristig ist davon auszugehen: Je genauer das Kunstgelenk an die individuelle komplexe Anatomie angepasst ist, desto besser funktioniert das Zusammenspiel mit Knochen und Muskeln und desto länger hält das Implantat.