Revisionsendoprothetik der Hüftpfanne

Dieter C. Wirtz Christof Rader Heiko Reichel (Hrsg.) Revisionsendoprothetik der Hüftpfanne

Dieter C. Wirtz Christof Rader Heiko Reichel (Hrsg.)

Revisionsendoprothetik der Hüftpfanne Mit 225 Abbildungen und 29 Tabellen

123

Prof. Dr. D.C. Wirtz

Prof. Dr. Heiko Reichel

Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie Siegmund-Freud-Str. 25 53127 Bonn

Orthopädische Universitätsklinik am RKU Oberer Eselsberg 45 89081 Ulm

Prof. Dr. Christof Rader St. Franziskus-Hospital Köln Orthopädie Schönsteinstr. 63 50825 Köln

ISBN 978-3-540-75648-4 Springer Medizin Verlag Heidelberg Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer Medizin Verlag springer.de © Springer Medizin Verlag Heidelberg 2008 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Produkthaftung: Für Angaben über Dosierungsanweisungen und Applikationsformen kann vom Verlag keine Gewähr übernommen werden. Derartige Angaben müssen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literaturstellen auf ihre Richtigkeit überprüft werden.

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18/5135/DK – 5 4 3 2 1 0

V

Geleitwort Wenngleich die Fortschritte in der Hüftendoprothetik längere Standzeiten und – prozentual gesehen – eine geringere Lockerungsrate erwarten lassen, so ist doch durch den enormen Anstieg der Implantationszahlen und der längeren Lebenserwartung der Patienten absolut gesehen eine Zunahme an Revisionseingriffen zu prognostizieren. Dabei stellt die Revision der Hüftgelenkpfanne eine besondere Herausforderung dar und ist trotz moderner Konzepte und Verbesserung der Operationstechnik noch lange nicht gelöst. Hauptprobleme bei der Pfannenrevision sind die teilweise erheblichen Knochendefekte am Becken, eine gegenüber der Primärimplantation deutlich erhöhte postoperative Luxationsneigung und schließlich eine erhöhte Infektionsrate. Die präoperative, möglichst exakte Abschätzung des bei der Revision zu erwartenden Knochenverlusts ist ein wichtiger Schritt, um dem Patienten eine gut geplante, zielgerichtete und schonende Operation zukommen zu lassen. Alle Implantate, die benötigt werden könnten, müssen steril bereitliegen, sodass man auf alle Eventualitäten vorbereitet ist. Der Knochenverlust selbst kann durch übergroße Prothesen, durch längsoval geformte Pfannen, durch Metallkörper, die besonders osteoinduktiv sind, oder aber auch durch Knochenimplantate und Knochenersatzmaterialien therapeutisch angegangen werden. Bei größeren Knochenverlusten kommen Stützschalen zur Anwendung oder beim instabilen pseudarthrotischen Becken u. U. sogar zusätzlich Osteosyntheseverfahren. Das Ausmaß des Knochenverlusts bestimmt das therapeutische Vorgehen und die Möglichkeiten und Grenzen der rekonstruktiven Maßnahmen. In der ganz überwiegenden Mehrzahl der Fälle lässt sich jedoch auch bei größtem Knochenverlust eine Pfannenrekonstruktion bewerkstelligen. Die postoperative Instabilität ist leider nicht so selten wie bei Primäroperationen, da die stabilisierenden, periartikulären Weichteilstrukturen und hier insbesondere Kapsel und Muskulatur durch die – teilweise mehrfachen – Voreingriffe erheblich geschädigt sein können. Hier gilt es, sowohl durch die Position der Implantate (wobei die Relation Pfannenimplantat zu Femurimplantat besonders berücksichtigt werden muss) als auch durch eine subtile Rekonstruktion stabilisierender, periartikulärer Weichteile einer postoperativen Luxationsneigung vorzubeugen. Mit größeren Köpfen, die einen Durchmesser von bis zu 45 mm aufweisen können, wird eine deutlich höhere Stabilität erzielt und damit dieser Komplikation vorgebeugt. Luxationssichernde Pfannenimplantate sind dadurch heute eher zurückgedrängt worden. Als letzte, vermehrt auftretende Komplikation ist die Infektion zu nennen. Eine zielgerichtete, die Operationszeit verkürzende und schonende Operationstechnik ist die entscheidende Maßnahme, um die Infektionsrate zu senken. Des Weiteren gehören die sonst üblichen infektionsmindernden Maßnahmen und eine prolongierte, mindestens einwöchige Antibiotikaprophylaxe dazu. Revisionseingriffe nach Prothesenimplantationen stellen eine der größten Herausforderungen der orthopädischen Chirurgie jetzt und wohl auch noch in den nächsten beiden Jahrzehnten dar. Wichtige Voraussetzung für eine erfolgreiche

VI

Geleitwort

Operation ist dabei ein klares Konzept, das der Operateur für den individuellen Patienten präoperativ erstellt hat und während der Operation verfolgt. Nur so können die Operationszeiten und weitere mögliche Risiken für die meist betagten, häufig multimorbiden Patienten in Grenzen gehalten werden. Möge das vorliegende Buch bei dem Leser zu der Entwicklung eines solchen Konzepts beitragen und einen Informationsgewinn für sein zukünftiges Arbeiten darstellen.

Prof. Dr. J. Eulert

VII

Vorwort Die steigende Lebenserwartung der Menschen und deren Anspruch auf gute Beweglichkeit und Lebensqualität lassen die Endoprothetik eine immer größere Rolle bei der Behandlung von Gelenkerkrankungen einnehmen. Da schon seit über drei Jahrzehnten Hüftendoprothesen in zunehmender Zahl eingebaut werden, wird die Revisionendoprothetik der Hüfte immer wichtiger. Die Zahl der primären Implantationen von Hüftprothesen liegt in Deutschland bei ca.180.000 Implantationen im Jahr (2005). Die Zahl der Revisionen wird mit 10.000 bis 18.000 angegeben, Tendenz steigend. Dies war Motivation genug, sich in einem Buchprojekt ausführlich mit der Wechselproblematik der Hüftpfanne zu beschäftigen; zumal für die Hüftschaftrevision ein wirklich gelungenes Pendant schon auf dem Markt ist. Auch das vorliegende Exemplar ist dankenswerterweise vom Springer-Verlag aufgelegt worden. Ziel des Buches ist die umfassende Darstellung der Revisionsendoprothetik der Hüftpfanne. Es soll ein Bogen von der Anatomie, den präoperativen Vorbereitungen und Planungen, den einrichtungsbedingten Voraussetzungen bis hin zu den Therapiemöglichkeiten in der speziellen Situation gespannt werden. Es ist ein Buch, in dem erfahrene Autoren ihr Wissen und den derzeitigen Kenntnisstand ausführlich vorstellen. Wesentliche Schwerpunkte liegen bei den Möglichkeiten der Knochendefektrekonstruktion und der Implantatauswahl. Altbewährte Implantate und neu konstruierte Revisionskomponenten werden umfangreich beschrieben und die Ergebnisse dargestellt. Dem weniger erfahrenen Operateur soll ein Leitfaden zur Orientierung und Beherrschung von Wechselsituationen an die Hand gegeben werden. Der erfahrene Operateur wird über zahlreiche Problemlösungen informiert, die für den Patienten eine optimale Funktion ermöglichen. An dieser Stelle möchten wir als Herausgeber allen Autoren danken, die bereit waren, ihre umfangreiche klinische Erfahrung weiterzugeben. Ein besonderer Dank gilt Frau Kraplow vom Springer Verlag für ihren Einsatz bei der Zusammenstellung und Ausstattung des Buches. Bedanken möchten wir uns auch bei der Industrie, ohne deren Unterstützung dieses Projekt nicht möglich gewesen wäre.

Bonn, Köln und Ulm, im August 2007 Dieter C. Wirtz Christof Rader Heiko Reichel

IX

Inhaltsverzeichnis 1

1.1 1.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3

Funktionelle Anatomie des Beckens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

32 32 33 35 38 41

4

Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion . . 73

4.1

Knochendefektaugmentation: Chips oder Bulk-Allografts? . . . . . . . . . . K. Trieb Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Voraussetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Solide strukturelle Allografts . . . . . . . . Knochenchips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

L. Wurzinger Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bauprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Knöcherne Strukturen. . . . . . . . . . . . . . . . Ossa coxae. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Os sacrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ligamentäre Sicherung des Beckenrings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Symphysis pubica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Iliosakralgelenke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verformung innerhalb der Os coxae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 2 2 2 4 4 4 6 9

Versagensursachen primärer Implantationen . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1 2.1.1

Aseptische Lockerung . . . . . . . . . . . . . . . Ursachen und Risikofaktoren . . . . . . . . J.D. Seifert, C.P. Rader Partikelkrankheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B. Baumann, C.P. Rader Lockerungsursache Low-GradeInfekt oder Implantatallergie . . . . . . . . C.H. Lohmann, J.V. Nuechtern, J. Zustin, M. Fuerst, W. Ruether Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Klassifikation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pathogenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutische Optionen . . . . . . . . . . . Septische Lockerung und Behandlungsstrategien . . . . . . . . . . . . . S. Kirschner Epidemiologie septischer Prothesenlockerungen . . . . . . . . . . . . . . Pathophysiologie septischer Prothesenlockerungen . . . . . . . . . . . . . . Diagnostische Abklärung septischer Prothesenlockerungen . . . . . . . . . . . . . . Behandlungsstrategien . . . . . . . . . . . . .

2.2

2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.3

2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4

Präoperative Diagnostik . . . . . . . 55

Klinische Befunde und präoperative Planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.P. König 3.1.1 Anamnese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2 Klinischer Untersuchungsbefund . . . . 3.1.3 Röntgenuntersuchung . . . . . . . . . . . . . . 3.1.4 Zusatzuntersuchungen . . . . . . . . . . . . . 3.2 Checklisten zur präoperativen Vorbereitung bei Prothesenwechsel/-revision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B. König, A. König 3.2.1 Checkliste I: Differenzialdiagnosen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2 Checkliste II: Einflussfaktoren . . . . . . . . 3.2.3 Checkliste III: Operationsindikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.4 Checkliste IV: Ziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.5 Checkliste V: Anamnese . . . . . . . . . . . . . 3.2.6 Checkliste VI: Körperliche Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.7 Checkliste VII: Zusatzdiagnostik . . . . . 3.2.8 Checkliste VIII: Vorbefunde . . . . . . . . . . 3.2.9 Checkliste IX: Materialien . . . . . . . . . . . . 3.2.10 Checkliste X: Aufnahmetag . . . . . . . . . . 3.3 Defektanalyse und -klassifikationen . . R. Decking, H. Reichel 3.3.1 Zeitliche Planung und Auswahl der Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2 Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.3 Defektklassifikationen . . . . . . . . . . . . . . .

2

2.1.2

3

12 12 19

32

3.1

41 42 42 45

4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4

56 56 56 57 57

59

59 60 60 60 61 61 62 62 63 64 65

65 65 67

74 74 74 76 78

X

Inhaltsverzeichnis

4.2

Zugangswege und »Component Removal« . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 R. Stangl Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Posterolateraler Zugang – Seitenlagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Anterolateraler Zugang – in Rücken oder Seitenlagerung . . . . . . 84 Trochanterosteotomie . . . . . . . . . . . . . . 85 Komponentenentfernung . . . . . . . . . . . 86 Metallische Augmentate (»Trabecular metal«) . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 C. Perka, R. Lehnigk, S. Tohtz Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Trabecular Metal Technology (TMT) . . 89 Revision of the Acetabular Component Using Impaction Bone Grafting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 J.W.M. Gardeniers, B.W. Schreurs, N. Verdonschot Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Indications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Surgical Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Complications and Pitfalls . . . . . . . . . . 101 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 »Range of Motion« und Luxationsproblematik in der Revisionshüftendoprothetik: Analyse und Lösungsansätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 M. Ellenrieder, D. Klüß, T. Lindner, R. Bader, W. Mittelmeier Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Einflussparameter der »Range of Motion« und des Luxationsrisikos . . 105 Biomechanische Analysen zur ROM und Luxationsstabilität . . . . . . . 108 Klinische Strategien zur Luxationsprävention beim Revisionseingriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Welches Implantat in welcher Situation? Ein defekt- und patientenadaptierter Algorithmus . . 118 S. Gravius, D.C. Wirtz Knochendefekt Typ 1. . . . . . . . . . . . . . . 120 Knochendefekt Typ 2a . . . . . . . . . . . . . 121 Knochendefekt Typ 2b . . . . . . . . . . . . . 123

4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.3

4.3.1 4.3.2 4.4

4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.4.6 4.5

4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4

4.6

4.6.1 4.6.2 4.6.3

4.6.4 4.6.5 4.6.6 4.6.7 4.7

4.7.1 4.7.2 4.7.3 4.7.4 4.7.5 4.7.6 4.7.7

Knochendefekt Typ 2c. . . . . . . . . . . . . . 125 Knochendefekt Typ 3a . . . . . . . . . . . . . 126 Knochendefekt Typ 3b . . . . . . . . . . . . . 127 Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Navigation in der Revisionsendoprothetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 P.A. Grützner Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Prinzipien der computerassistierten Hüftendoprothetik . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Anatomische Grundlagen der Pfannennavigation . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Computerassistierte Pfannenplatzierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Operatives Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . 141 Fallstricke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Zusammenfassung und Ausblick . . . 144

5

Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse . . . .147

5.1

Hemisphärische Jumbopfannen . . . . 148 H. Reichel, T. Mattes, R. Decking Unzementierte beschichtete Pfannenkomponenten in der Revisionsendoprothetik . . . . . . . . . . . . 148 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Erweiterung der Indikationen durch modulare Augmentate?. . . . . . 152 Die Rekonstruktion des Azetabulums mit einem ovalen Pfannenimplantat . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 G. Köster Das Implantat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Operationstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Patienten und Methode . . . . . . . . . . . . 157 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Abstützschalen ohne Laschen . . . . . . 165 Ph. Henle, K.-A. Siebenrock Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 Die Hakendachschale . . . . . . . . . . . . . . 165 Operationstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Klinische Ergebnisse nach mindestens zehn Jahren . . . . . . . . . . . 167 Bewertung und Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

5.1.1

5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.2

5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5

XI Inhaltsverzeichnis

5.4

5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 5.4.5 5.4.6 5.5

5.5.1 5.5.2 5.5.3

5.5.4 5.6

5.6.1 5.6.2

Pfannenrevision unter Verwendung von Stützschalen mit Laschen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 M. Wagner Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Implantate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Indikation und Kontraindikation . . . . 178 Operationstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Resultate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Die modulare Revisionspfanne MRS-Titan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 P. Thümler Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Implantat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Versorgungsbeispiele ausgedehnter Pfannendefekte mit der modularen Revisionspfanne MRS-Titan . . . . . . . . . 191 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Das Kranialpfannensystem . . . . . . . . . 195 R. Gradinger, P. Juhnke, R. Burgkart, M. Rudert Defektklassifikation des Azetabulums nach D’Antonio . . . . . . 198 Kasuistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

6

Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten . . . . . . . . .201

6.1

Inlaykonzepte: Konstruktionsund werkstoffspezifische Besonderheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 B. Kleffner, R. Schröder Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Konstruktive Konzepte . . . . . . . . . . . . . 206 Diskussion: Anforderungen an künftige Revisionspfannen . . . . . . . . . 209 Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen: ein wesentlicher Aspekt in der Revisionsendoprothetik. . . . . . 211 M. Morlock Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Das kleine Einmaleins der Tribologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Aspekte bei der Revision . . . . . . . . . . . 223 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.2

6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4

7

7.1 7.2 7.3 7.3.1 7.3.2 7.4

8

8.1 8.2 8.3 8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.4 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.4.4 8.4.5 8.4.6 8.5 8.5.1 8.5.2 8.5.3 8.6

8.6.1 8.6.2 8.6.3 8.6.4 8.6.5 8.6.6

Die neue modulare Revisionsstützpfannen-(MRS-) Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . .231 M. Michel, D.C. Wirtz Warum ein neues Pfannenrevisionssystem? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Das Prinzip der neuen MRSIntegration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Implantatcharakteristika der MRS-Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Designmerkmale Abstützschale . . . . 234 Designmerkmale Pfanne . . . . . . . . . . . 237 Instrumentenkonzept der MRS-Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel . . . . . . . .239 K. M. Peters Phasen der postoperativen Rehabilitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 Ziele der Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel . . . . . . . . . . . . . 241 Klinische Untersuchungen . . . . . . . . . 242 Aufnahmeuntersuchung . . . . . . . . . . . 242 Kontrolluntersuchungen . . . . . . . . . . . 243 Abschlussuntersuchung . . . . . . . . . . . . 243 Diagnostische Verfahren . . . . . . . . . . . 244 Röntgenkontrollen . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Untersuchung unter Bildwandler . . . 244 Sonographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Doppler-Sonographie . . . . . . . . . . . . . . 245 EKG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 Laboruntersuchungen . . . . . . . . . . . . . 245 Medikamentöse Maßnahmen . . . . . . 245 Thromboembolieprophylaxe . . . . . . . 245 Prophylaxe periartikulärer Ossifikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 Schmerztherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 Maßnahmen der Physiotherapie, physikalischen Therapie und Ergotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 Physiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 Manuelle Therapie . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 Bewegungsbad (BWB) . . . . . . . . . . . . . 248 Gangschulung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 Terraintraining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Laufbandtraining . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

XII

Inhaltsverzeichnis

8.6.7 8.6.8 8.6.9

Beinbewegungstraining . . . . . . . . . . . . 249 Fahrradergometertraining. . . . . . . . . . 249 Medizinische Trainingstherapie (MTT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 8.6.10 Multijoint- bzw. Sequenztraining . . . 250 8.6.11 Therabandgruppe . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 8.6.12 Ergotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 8.7 Patientenschulung . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 8.7.1 Gelenkschutztraining . . . . . . . . . . . . . . 251 8.7.2 Endoprothesenschule . . . . . . . . . . . . . . 251 8.8 Dauer der postoperativen Teilbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 8.9 Nachsorge nach Abschluss der AHB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 8.10 Gewechselte Hüftendoprothese und Sport. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

9

9.1

9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.2.4 9.3 9.3.1 9.4 9.5

Sozioökonomische Aspekte der Hüft-Revisionsendoprothetik im Zeitalter der DRGs . . . . . . . . .255 C. Zucker, M. Michel Rheumatoide Arthritis, Arthrose und Osteoporose – der Wachstumsmarkt im deutschen Gesundheitswesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Ökonomische Auswirkungen von Hüftrevisionen am Beispiel USA . . . . 259 Demographische Entwicklung . . . . . 260 Fehlschläge der Endoprothetik . . . . . 261 Zivilisationskrankheiten . . . . . . . . . . . . 261 Patientenalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Sinkendes Durchschnittsalter der Patienten als Kostentreiber . . . . . 265 Operative Versorgung . . . . . . . . . . . . . . 265 Hüftrevisionsoperationen und Innovationen – Die Rolle der DRGs . . 266 Anforderungen an die Industrie . . . . 268

Stichwortverzeichnis . . . . . . . . .271

XIII

Verzeichnis der Erstautoren Dr. Ralf Decking

Dr. Bernhard Kleffner

Orthopädische Universitätsklinik am RKU Oberer Eselsberg 45 89081 Ulm DEUTSCHLAND

Leiter Forschung und Entwicklung Fa. Peter Brehm GmbH Chirurgie Mechanik Am Mühlberg 30 91085 Weisendorf DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Jochen Eulert König-Ludwig-Haus Orthopädische Universitätsklinik Brettreichstr. 11 97074 Würzburg DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Achim König Klinik am Eichert Orthopädische Klinik Postfach 660 73006 Göppingen DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Reiner Gradinger Klinik für Orthopädie und Sportorthopädie TU München Klinikum rechts der Isar Ismaninger Str. 22 81675 München DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Dietmar Pierre König

PD Dr. Paul Alfred Grützner

Dr. G. Köster

Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie Klinikum Stuttgart Katharinenhospital Kriegsbergstr. 60 70174 Stuttgart DEUTSCHLAND

Orthopädische Fachklinik Waldstr. 13 64653 Lorsch DEUTSCHLAND

Dr. Philipp Henle Klinik für Orthopädische Chirurgie Universität Bern, Inselspital 3010 Bern SCHWEIZ

Rheinische Klinik für Orthopädie Horionstr. 2 41749 Viersen DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Christoph Lohmann Klinik und Poliklinik für Orthopädie Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf Martinistr. 52 20246 Hamburg DEUTSCHLAND

Dipl. Kfm. Marc D. Michel Dr. Stephan Kirschner Universitätsklinikum Carl-Gustav-Carus TU Dresden Klinik für Orthopädie Fetscherstr. 74 01307 Dresden DEUTSCHLAND

Peter Brehm GmbH Am Mühlberg 30 91085 Weisendorf DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Wolfram Mittelmeier Orthopädische Klinik und Poliklinik Universität Rostock Doberaner Str. 142 18057 Rostock DEUTSCHLAND

XIV

Verzeichnis der Erstautoren

Prof. Dr. Michael Morlock

Prof. Dr. Richard Stangl

Institut für Biomechanik TU Hamburg-Harburg Denickestr. 15 21073 Hamburg DEUTSCHLAND

Abt. Unfallchirurgie, Endoprothetik, Schulter und Handchirurgie Krankenhaus Rummelsberg Rummelsberg 71 90592 Schwarzenbruck DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Carsten Perka Campus Charité Mitte Zentrum für Muskuloskletale Chirurgie Schumannstr. 20/21 10117 Berlin DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Peter Thümler

Prof. Dr. Klaus Peters

Dr. Klemens Trieb

Orthopädische Klinik Rhein-Sieg-Klinik Höhenstr. 30 51588 Nümbrecht DEUTSCHLAND

Klinik für Orthopädie Klinikum Frankfurt/Oder Müllroser Chaussee 7 15236 Frankfurt/Oder DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Christof Rader

Prof. Dr. Michael Wagner

St. Franziskus-Hospital Köln Orthopädische Klinik Schönsteinstr. 63 50825 Köln DEUTSCHLAND

Zeisigwaldkliniken Bethanien Chemnitz Klinik für Orthopädie, Unfall- und Wiederherstellungschirurgie Zeisigwaldstr.101 09130 Chemnitz DEUTSCHLAND

St. Vinzenz-Krankenhaus Postfach 30 09 65 40409 Düsseldorf DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Heiko Reichel Orthopädische Universitätsklinik am RKU Oberer Eselsberg 45 89081 Ulm DEUTSCHLAND

Dr. Jan Dirk Seifert St. Franziskus-Hospital Köln Orthopädische Klinik Schönsteinstr. 63 50825 Köln DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Klaus-Arno Siebenrock Klinik für Orthopädische Chirurgie Universität Bern, Inselspital 3010 Bern SCHWEIZ

Prof. Dr. D.C. Wirtz Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie Universitätsklinikum Bonn Siegmund-Freud-Str. 25 53127 Bonn DEUTSCHLAND

Prof. Dr. Laurenz Wurzinger Anatomische Anstalt München Lehrstuhl I Pettenkoferstr. 11 80336 München DEUTSCHLAND

Dipl.-Wirtschaftsing. Christian Zucker Peter Brehm GmbH Am Mühlberg 30 91085 Weisendorf DEUTSCHLAND

1

Funktionelle Anatomie des Beckens L. Wurzinger

1.1

Einleitung – 2

1.2

Bauprinzip – 2

1.3

Knöcherne Strukturen – 2

1.3.1 1.3.2

Ossa coxae – 2 Os sacrum – 4

1.4

Ligamentäre Sicherung des Beckenrings – 4

1.4.1 1.4.2 1.4.3

Symphysis pubica – 4 Iliosakralgelenke – 6 Verformung innerhalb der Os coxae

– 9

1

2

Kapitel 1 · Funktionelle Anatomie des Beckens

1.1

Einleitung

Der aufrechte Gang, der sich in der Evolution der Hominidenentwicklung durchsetzte, hat gegenüber den vierbeinigen Säugern, zu denen auch die nichtmenschlichen Primaten zählen, zu einer tiefgreifenden Umstrukturierung des Bewegungsapparats geführt. So entwickelte sich u. a. die untere Extremität zum alleinigen Fortbewegungsorgan unter weitestgehender Rückbildung der Greiffunktion des Fußes. Im Zusammenhang mit der Umgestaltung der unteren Extremität zum »Standbein« erfolgte eine Vergrößerung des Beckens, das bei aufrechter Haltung des gesamte Gewicht von Kopf, Hals, oberer Extremität und Rumpf zu tragen hat. Daneben erfordert die Sicherung der aufrechten Haltung, bei der der Rumpf auf den Hüftgelenken balanciert wird, kräftige Hüftmuskeln, die auf den Knochen und Bändern des Beckens ausgedehnte Ursprungsflächen beanspruchen.

1.2

Bauprinzip

Das Becken ist ein ringförmiger Knochenverbund, bestehend aus den beiden Ossa coxae, den Hüftbeinen und dem Os sacrum, dem Kreuzbein. Die drei Nahtstellen des Beckenrings sind die beiden Iliosakralgelenke, die als echte Gelenke, sog. Diarthrosen, das Sakrum mit den beiden Ossa coxae verbinden; Letztere sind über die Symphysis pubica, eine größtenteils aus Faserknorpel bestehende Synarthrose in der vorderen Medianlinie, miteinander verwachsen. Das Os coxae seinerseits besteht aus drei Knochen, den Ossa ilium, pubis und ischii, die alle drei an der Pfanne des Hüftgelenks, dem Azetabulum teilhaben. Die ersten 12–14 Lebensjahre sind die Knochen des Os coxae über eine als »Y-Fuge« bezeichnete knorpelige Wachstumsfuge verbunden.

1.3

Knöcherne Strukturen

1.3.1 Ossa coxae

Das Hüftbein spiegelt in seiner komplexen Form anschaulich seine biomechanische Belastung wieder. Der Knochen variiert in seiner Mächtigkeit ganz erheblich und ist in der Mitte der Ala ossis ilii bis auf eine dünne Kortikalislamelle, ohne Markraum reduziert. Die größte Knochendicke liegt im Bereich des Korpus des Os ilium zwischen dem Pfannendach des Hüftgelenks und der Facies auricularis, der Gelenkfläche des Iliosakralgelenks vor. Dieser Bereich, der auf der Beckeninnenseite durch die Linea arcuata markiert wird, überträgt das vom Os sacrum als dem unteren Ende der Wirbelsäule in den Beckenring eingeleitete Gewicht der suprapelvinen Körpermasse auf die Femurköpfe. Dies wird bei einer Betrachtung der Spongiosaarchitektur von proximalem Femur und Os coxae deutlich: Die steil aufwärts verlaufenden Drucktrabekel des Schenkelhalses setzen sich, unterbrochen durch den Gelenkspalt des Hüftgelenks in die Drucktrabekel des Corpus ossis ilii bis zur Facies auricularis fort. In diesem Bereich weist auch die Kortikalis des Os ilium relativ hohe Dicken auf (⊡ Abb. 1.1). Vom Pfannendach, das größtenteils vom Corpus ossis ilii gebildet wird, erstrecken sich zwei, im unfallchirurgischen Sprachgebrauch als »Pfeiler« bezeichnete Knochenverdickungen nach kaudal: dem vom Vorderhorn der Facies lunata in Richtung auf die Symphyse gerichteten »vorderen Pfeiler« entspricht im Wesentlichen der obere Schambeinast; dem vom

3 1.3 · Knöcherne Strukturen

1

Hinterhorn der Facies lunata zum Tuber ischiadicum ziehenden »hinteren Pfeiler« entsprechen Korpus und Ramus ossis ischii. Im »vorderen Pfeiler« verlaufen Spongiosatrabekel längs im Ramus superior ossis pubis. Im »hinteren Pfeiler« folgen Zugtrabekel der Krümmung des Sitzbeinastes um das Foramen obturatum. Sie werden von Drucktrabekeln ausgehend vom Tuber ischiadicum gekreuzt. Neben den Iliosakral- und Hüftgelenken stellen die Tubera ischiadica eine dritte Quelle der Einleitung von Druckkräften in den Beckenring dar, die im Sitzen relevant wird. Die mit dem aufrechten Gang einhergehende Notwendigkeit kräftiger Hüftmuskeln hat zu einer für das menschliche Becken typischen Ausgestaltung der Beckenschaufeln und des Raumes zwischen Scham- und Sitzbein als ausgedehnte Ursprungsflächen für die Hüftmuskulatur geführt. Da in der Regel beide Seiten dieser Flächen von den Muskeln fast lückenlos für den Ursprung genutzt werden, ist dort keine nennenswerte Druckbelastung zu verzeichnen. Dies zeigt sich im Fehlen von Knochen im Bereich des Foramen obturatum, das von derbem kollagenem Bindegewebe ersetzt wird. Im Zentrum der Ala ossis ilii finden wir in den meisten Fällen lediglich eine einfache Kortikalislamelle ohne darunter liegende Spongiosa; selbst diese kann gelegentlich analog der Membrana obturatoria zwischen Os pubis und Os ischii durch Bindegewebe ersetzt sein. Diese Muskelinsertionsflächen sind an ihren Rändern durch knöcherne Verdickungen versteift, die kraniale durch die Crista iliaca, die kaudale durch Scham- und Sitzbeinäste. Betrachtet man die Verdickungen des Os coxae als Ganzes so resultiert die Form einer asymmetrischen 8 mit einer großen kranialen und einer kleineren kaudalen Schleife, der Schnittpunkt im Pfannendach des Azetabulum liegt (⊡ Abb. 1.2).

⊡ Abb. 1.1.

⊡ Abb. 1.2.

4

1

Kapitel 1 · Funktionelle Anatomie des Beckens

1.3.2 Os sacrum

Das Os sacrum entsteht als eine knöcherne Einheit durch Verschmelzung von fünf Sakralwirbeln mit ihren Körpern, Bögen inklusive Fortsätzen und den zugehörigen Rippenanlagen. Bedingt durch die von kranial nach kaudal abnehmende Größe der Sakralwirbel imponiert es in der Frontalansicht als kaudal abgeplatteter Keil. In der Seitenansicht wird zum einen die starke nach dorsal konvexe Krümmung, die Sakralkyphose sichtbar; zum anderen zeigt sich, dass die Basis des Sacrum, d. h. die kraniale Deckfläche des ersten Sakralwirbels in Standposition des Beckens um ca. 35° aus der Horizontalebene nach ventral gekippt ist. Dies bedingt den für die menschliche Wirbelsäule typischen Knick im lumbosakralen Übergang mit dem nach dorsal offenen Lumbosakralwinkel von durchschnittlich 143°. Lateral trägt das Kreuzbein im Bereich der oberen drei Sakralwirbel die Gelenkflächen der Facies auriculares für die Artikulation mit den gleichnamigen Gelenkflächen des Os coxae.

1.4

Ligamentäre Sicherung des Beckenrings

Der Aufbau des Beckenrings aus drei separaten Knochenelementen bedingt drei Nahtstellen, die in Folge der hohen statischen Belastung eine ausgeprägte Bandsicherung aufweisen. Es sind dies: ▬ die Symphysis pubica sowie ▬ die beiden Articulationes sacroiliacae oder Iliosakralgelenke. 1.4.1 Symphysis pubica

Die in der Medianen gelegene Symphysis pubica verbindet als Synarthrose die Corpora ossis pubis beider Seiten. Analysiert man den Kraftfluss des Körpergewichts beim symmetrischen Stand auf zwei Beinen, so zerlegt man das Gewicht der suprapelvinen Körpermasse in zwei gleich große Kraftvektoren, die von den Zentren der Iliosakralgelenke auf die Mitte der Femurköpfe als die Zentren der Hüftgelenke zielen (⊡ Abb. 1.3). Ausgehend von den Zentren der Femurköpfe lassen sich die Teilvektoren des Gewichts der suprapelvinen Körpermasse in eine vertikale Komponente in Richtung Kniegelenk und in eine nach außen gerichtete Horizontalkomponente zerlegen. Diese, üblicherweise in die Frontalebene projizierte vektorielle Betrachtungsweise ist, zumindest qualitativ, auch für die dreidimensionale Betrachtung gültig. Dadurch, dass die Iliosakralgelenke etwas dorsal der Hüftgelenke liegen, sind die Teilvektoren des Gewichts der suprapelvinen Körpermasse nicht nur nach außen gerichtet, sondern auch etwas nach ventral; dies bedeutet, dass die Horizontalkomponenten von den Zentren der Femurköpfe nach außen und ventral zeigen. Beide Betrachtungsweisen belegen, dass beim symmetrischen Stand auf zwei Beinen das Gewicht der suprapelvinen Körpermasse die Symphyse zu öffnen trachtet, also Zugkräfte auf das Gewebe der Symphyis pubica wirken. Dies spiegelt sich in den massiven kollagenen Faserbündeln der Symphyse wider, die v. a. an ihrem Ober- und Unterrand als horizontal verlaufende Ligg. pubica superius und inferius in Erscheinung treten. Einer Öffnung der Symphyse wirkt auch das Lig. sacrospinale entgegen, das auf der Dorsalseite das Auseinanderweichen der kaudalen Abschnitte des Os coxae bremst. Beim Stand auf einem Bein, also beim Gehen, muss das Gewicht des Spielbeins zum Gewicht der suprapelvinen Körpermasse addiert werden, der Schwerpunkt, der über das

5 1.4 · Ligamentäre Sicherung des Beckenrings

1

⊡ Abb. 1.3.

⊡ Abb. 1.4.

Hüftgelenk des Standbeins übertragenen Körpermasse verlagert sich im Beckenbereich etwas zur Spielbeinseite und bewirkt somit einen asymmetrischen Kraftangriff am Sakrum (⊡ Abb. 1.4). Durch beträchtliche Zugkräfte der Abduktoren des Hüftgelenks, im Wesentlichen der Mm. glutei medius und minimus, wird dabei der Beckenring wie ein Waagebalken auf dem Femurkopf des Standbeins ausbalanciert. Die nicht im Hüftgelenk unterstützte Spielbeinseite des Beckens tendiert im Bereich der Schambeinkörpers zu einer Absenkung, was zum Auftreten vertikaler Scherkräfte im Bereich der Symphyse führt, die offensichtlich durch sich schräg überkreuzende kollagene Faserbündel aufgefangen werden. Diese Scherkräfte werden für die im Erwachsenenalter zu beobachtende Spaltbildung im Inneren der Symphysis pubica verantwortlich gemacht. Daneben bedingt eine geringgradige Rotation des Os coxae der Spielbeinseite um eine sagittale Achse eine Druckbelastung der Symphyse v. a. im kaudalen Bereich, verbunden mit einer Anspan-

6

Kapitel 1 · Funktionelle Anatomie des Beckens

1

⊡ Abb. 1.5.

nung des Lig. pubicum superius. Es wird allgemein angenommen, dass das Vorkommen von Faserknorpel, die Einwirkung von Druckkräften reflektiert. Beim Sitzen funktioniert das Becken nicht wie beim Gehen und Stehen als Ring, sondern als Gewölbebogen mit dem Os sacrum als kranialem »Schlussstein«. Je nach Lage der den Druck auf die Unterlage weiterleitenden Tubera ischiadica zu den Zentren der lastaufnehmenden Iliosakralgelenke kommt es zum Überwiegen von Druck- bzw. Zugkräften im Bereich der Symphyse. Beim typisch weiblichen Becken liegen die Tubera ischiadica seitlich der Zentren der Iliosakralgelenke sodass sich die Teillastvektoren in eine vertikal auf die Unterlage wirkende Druckkomponente und eine, wenn auch kleine nach lateral gerichtete Zugkomponente zerlegen lassen. Beim männlichen Becken mit seinen relativ eng stehenden Tubera ischiadica sind die Teillastvektoren geringgradig nach innen gekippt, was zu Auftreten einer Druckkomponente in der Symphyse führt (⊡ Abb. 1.5).

1.4.2 Iliosakralgelenke

Die Gelenkflächen der Facies auriculares von Ossa coxae und sacrum sind nicht glatt, sondern höckrig-uneben. In der Transversalebene erscheinen die Gelenkspalten der Iliosakralgelenke nach dorsal konvergent, insbesondere im pelvinen (ventralen) Abschnitt. Die dorsalen Abschnitte des Gelenkspalts sind annähernd sagittal orientiert (⊡ Abb. 1.6). Die in der Frontalansicht ausgeprägte Keilform des Os sacrum suggeriert, dass es vom Gewicht der suprapelvinen Körpermasse in den Beckenring hineingepresst würde. Dies trifft lediglich für die Belastung beim Sitzen zu. Bei Betrachtung von der Seite wird klar, dass im Stehen infolge der starken Ventralkippung des Beckens mit einer Neigung der Beckeneingangsebene von ca. 60°, die vom Discus intervertrebralis L5/S1 übertragene Last dazu tendiert, das Sakrum nach ventral und kaudal ins Becken hinein zu dislozieren. Die Orientierung der sich nach ventral öffnenden Gelenkspalten bietet dagegen keinen Schutz. Inwieweit die höckrigen,

7 1.4 · Ligamentäre Sicherung des Beckenrings

1

⊡ Abb. 1.6.

etwas mit einander verzahnten Gelenkflächen hiergegen als »Reibungsbremse« wirken, ist fraglich. Sicherlich darf der außerordentlich massive Bandapparat als Zeichen dafür gewertet werden, dass Letzterem die Hauptaufgabe bei der Sicherung der beiden dorsalen Nahtstellen des Beckenrings zukommt. Das Sakrum ist in Standposition des Beckens gewissermaßen an den Bändern zwischen den Ossa coxae »aufgehängt«. Die Dicke der Gelenkknorpel ist an den Rändern der Facies auriculares am höchsten und in den zentralen Bereichen am geringsten, dort findet man die kurzen straffen Züge des Lig. sacroiliacum interosseum, dem stärksten der Ligg. sacroiliaca. Korrespondierend zur randständigen Betonung der Knorpeldicke als Zeichen relativ hoher Druckbelastung findet sich in osteoabsorptiometrischen Untersuchungen die höchste subchondrale Knochendichte gleichfalls in den Randbereichen der Facies auriculares. Dies spricht dafür, dass die Druckbelastung überwiegend an den Rändern der Iliosakralgelenke stattfindet. Der gekippte Einbau des Os sacrum in den Beckenring mit der nach dorsal ausschwingenden Sakralkyphose hat zur Folge, dass die Zentren der Iliosakralgelenke hinter dem Zentrum der vom Diskus L5/S1 belasteten Basisfläche des Sakrum zu liegen kommen. Dadurch ergibt sich bei axialer Belastung mit dem Gewicht der suprapelvinen Körpermasse ein Drehmoment um eine transversale Achse, die etwa durch den kranialen Abschnitt des zweiten Sakralwirbels verläuft (⊡ Abb. 1.7). Unabhängig davon, ob die Belastung im Zweibeinstand oder im Gehen erfolgt, bedingt der ventral von dieser Achse erfolgende Kraftangriff der suprapelvinen Körpermasse, dass die Basis des Sakrum mit dem Promontorium nach ventral ins Becken gedrückt, der kaudale Apex des Kreuzbeins dagegen nach dorsal gehebelt wird. Neben den Ligg. sacoliliaca anteriora, interossea und posteriora, wird dies von zwei Bändern verhindert,

8

Kapitel 1 · Funktionelle Anatomie des Beckens

1

⊡ Abb. 1.7.

⊡ Abb. 1.8.

9 Literatur

1

die das kaudale Sakrum mit dem Os ischii verspannen: den Ligg. sacrotuberale und sacrospinale. Durch ihre große Entfernung von der Transversalachse der Iliosakralgelenke ergibt sich ein besonders langer und daher günstiger Hebelarm. Bis zu einem gewissen Grad dient auch die Verspannung des fünften Lendenwirbels mit dem Os coxae durch das Lig. iliolumbale diesem Ziel. Letzteres Band verhindert u. a. beim Sitzen, dass das Kreuzbein die beiden Ossa coxae auseinander drängt.

1.4.3 Verformung innerhalb der Os coxae

Die Bedeutung der Bandsicherung der drei »Nahtstellen« des Beckenrings wird nicht zuletzt aus den (pathologischen) Bewegungen ersichtlich, die nach experimenteller Durchtrennung von Teilen der ligamentären Verspannung auftreten. Eine Durchtrennung der Symphyse am in den Hüftgelenken unterstützten Leichenbecken führt bei Lasteinleitung über die Basis des Kreuzbeins tatsächlich zu einer Diastase der Symphyse, die nach zusätzlicher Durchtrennung des Lig. sacrospinale noch zunimmt. Am intakten Becken werden die von den Bändern aufgefangenen Zugkräfte an den Bandinsertionen am Skelett auf den Knochen übertragen, wo sie im Inneren von Spongiosatrabekeln aufgefangen werden. Als Konsequenz der ligamentären Verspannung des Beckenrings treten im Knochen nicht nur Zugspannungen auf, sondern auch Biegebeanspruchungen, die in Zug- und Druckbeanspruchungen resultieren. Oberhalb der Hüftgelenke wird das Os coxae nach kaudal und innen gebogen, unterhalb davon nach kranial und innen. Vor diesem Hintergrund sind z. B. die Crista iliaca und der Pecten ossis pubis als Verstärkungsleisten, analog der Linea aspera an der Rückseite des Femurs zu sehen. Eine lokal begrenzte Quelle von Biegebeanspruchungen des Os coxae liegt im Bereich des Azetabulum vor. Da der Femurkopf nicht perfekt kongruent zur Facies lunata ist, findet bei Belastung des Hüftgelenks im Zweibeinstand eine Druckübertragung im Wesentlichen auf Vorder- und Hinterhorn der Facies lunata statt. Erst mit der Verfünf- bis Verachtfachung der Belastung des Hüftgelenks im Einbeinstand kommt es zu einer wesentlichen Belastung der zentralen Anteile des Pfannendachs. Die dafür erforderliche »Aufbiegung« der Facies lunata wird vermutlich durch die zirkulären Fasern des Labrum acetabulare verspannt.

Literatur 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Euler E (1996) Das Becken – Anatomie, Biomechanik, Frakturversorgung und Tumorprothetik. Springer, Berlin Heidelberg New York Tokio Kummer B (2005) Biomechanik – Form und Funktion des Bewegungsapparates. Deutscher Ärzte-Verlag, Köln Putz R (1988) Anatomie und Funktion des Hüftgelenks. In: Frommhold W, Gerhardt P (Hrsg) Erkrankungen des Hüftgelenks. Thieme, Stuttgart Putz R, Müller-Gerbl M (1992a) Anatomische Besonderheiten des Beckenrings. Unfallchirurg 95: 164–167 Putz R, Müller-Gerbl M (1992b) Morphologische Aspekte der Spannungsverteilung in den großen Gelenken. Med Orth Tech 112: 313–317 Tillmann B (1987) Untere Extremität. In: Tillmann B, Töndury G (Hrsg) Anatomie des Menschen, Bd. I Bewegungsapparat. Thieme, Stuttgart

2

Versagensursachen primärer Implantationen B. Baumann, M. Fuerst, S. Kirschner, C.H. Lohmann, J.V. Nuechtern, C.P. Rader, W. Ruether, J.D. Seifert, J. Zustin

2.1

Aseptische Lockerung – 12

2.1.1 2.1.2

Ursachen und Risikofaktoren – 12 Partikelkrankheit – 19

2.2

Lockerungsursache Low-Grade-Infekt oder Implantatallergie – 32

2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5

Einleitung – 32 Klassifikation – 32 Pathogenese – 33 Diagnostik – 35 Therapeutische Optionen – 38

2.3

Septische Lockerung und Behandlungsstrategien – 41

2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4

Epidemiologie septischer Prothesenlockerungen – 41 Pathophysiologie septischer Prothesenlockerungen – 42 Diagnostische Abklärung septischer Prothesenlockerungen Behandlungsstrategien – 45

– 42

2

12

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

2.1

Aseptische Lockerung

2.1.1 Ursachen und Risikofaktoren

J.D. Seifert, C.P. Rader Eine Analyse aller Endoprothesenregister und großer Hüftendoprothetik-Studien [19, 26] zeigt, dass die Pfannenkomponente das Hauptproblem im Rahmen eines Implantatversagens darstellt. Die Pfanne führt doppelt so häufig zu Problemen wie der Schaft. Vor der Diskussion einer möglichen Lockerungsgenese erscheint es noch einmal wichtig darauf hinzuweisen, dass die Definition einer lockeren Prothese oder eines Prothesenversagens nicht eindeutig ist. Als Kriterien gelten beispielsweise Säume um die Implantate, Osteolysen, Frakturen des periprothetischen Knochens, Migrationsermittlung vergleichender Röntgenbildanalyse mit Implantatwanderung, Mehranreicherungen in der Szintigraphie sowie aktivitätseinschränkende Schmerzen in der Anamnese. Nur wenige dieser Methoden können allein eindeutig eine Lockerung beweisen. Deshalb kann es im klinischen Alltag bzw. intraoperativ vorkommen, dass eine vermeintlich feste Prothese gelockert ist oder umgekehrt (⊡ Abb. 2.1, 2.2). Es können jedoch folgende radiologische Kriterien festgestellt werden, die eine Lockerung wahrscheinlich werden lassen. ▬ Direkte Zeichen: – Zementfraktur, – periprothetische Fraktur ohne adäquates Trauma, – Implantatbruch bzw. Schraubenbruch, – Implantatwanderung >0,5 cm. ▬ Indirekte Zeichen: – große Osteolysen bzw. große Lysesäume um die Implantate oder im Interface Knochen/ Zement, – Erheblicher Abrieb an den Gleitpartnern z. B. Dezentrierung des Kopfes im PE-Inlay. Außer der aseptischen Lockerung gibt es noch andere wesentliche Faktoren, die wichtig für ein langfristig gutes Ergebnis einer Hüftendoprothese sind. Klassische Faktoren wie Operationstechnik, Primärstabilität, chirurgische Qualität (z. B. Release der hüftnahen Sehnen, Bänder und Muskeln) sowie das Implantatdesign sind nicht zu vernachlässigen. Im Folgendem werden die möglichen Risikofaktoren einer aseptischen Pfannenlockerung bzw. eines Implantatversagens dargestellt.

Patientenbezogene Faktoren In Bezug auf das Geschlecht der Patienten kommt es bei Männern insgesamt zu einer höheren Revsionsrate als bei Frauen, während das Risiko für Frauen 20% geringer ist und mit dem Alter abnimmt [4, 19, 26]. Die Frage des BMI (Body Mass Index) als Risikofaktor auf die Standzeit ist umstritten [23]. Das Kollektiv der ARO-Multicenter-Studie mit insgesamt 3133 Patienten kann im Hinblick auf die Parameter Geschlecht und Übergewicht keine Korrelation finden [25]. In derselben Studie konnte eine Korrelation zwischen Lebensalter und Verankerungstechnik mit Lockerungsraten im Pfannenbereich aufgezeigt werden, und zwar unabhängig von der Diagnose (⊡ Tabelle 2.1).

13 2.1 · Aseptische Lockerung

a

2

b

⊡ Abb. 2.1. a Röntgenbild einer 67-jährigen deutlich adipösen Patientin 11 Jahre nach Primärimplantation. Kraniale Osteolyse mit Pfannendislokation. b Zustand nach Pfannenwechsel mit homologer Knochentransplantation (kleine Chips) und additiver Schraubenfixtion. Knochendefektsituation DGOT-Klassifikation IV mit kranialem und zentralem Defekt

a

b

⊡ Abb. 2.2. a 58-jährige Frau 8 Jahre nach Hüft-TEP; sehr aktiv. Deutliche Dezentrierung des Inlays mit entsprechendem Abrieb; große Osteolyse um die Schrauben, die intraoperativ locker waren. Durch Eindringen der Abriebpartikel hinter die Metallschale über die Schraubenlöcher Ausbildung der Osteolyse. b Zustand nach Pfannenwechsel auf sphärische Metallschale sowie homologe Knochentransplantation in die Osteolyse und additiver Schraubenfixtion über den Defekt hinausgehend. Röntgenaufnahme 1,5 Jahre nach Wechseloperation

⊡ Tab. 2.1. Lockerung der Pfanne in Bezug auf Lebensalter und Implantatverankerung Zementierte Pfanne

Zementfreie Pfanne

Alter >70 Jahre

3,7%

7,4%

Alter <70 Jahre

2,0%

3,8%

14

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

⊡ Tab. 2.2. Lockerungsrate der Pfanne in Bezug auf Diagnose und Implantatverankerung

2

Diagnose

Zementfrei

Zementiert

Koxarthrose

3,8%

2,9%

Dysplasikoxarthrose

5,1%

2,9%

RA

5,4%

3,5%

Gesamt

4,3% (46/1070)

3,0% (18/606)

Die größere Aktivität jüngerer Patienten <50 Jahre konnte schon durch Buchholz et al. [2] und auch durch neuere Studien [4, 19] als höheres Revisionsrisiko identifiziert werden. Eine regelmäßige Medikation mit Kortison zeigt für die drei typischen Diagnosen bei zementfreier und zementierter Verankerung der Pfanne nahezu gleiche Lockerungsraten. Nur die Kombination RA mit Kortison führt zu inakzeptablen Lockerungen bei einer zementierten Verankerung von 11,5% im Gegensatz zu 2,9% bei Arthrose und Dysplasie. Erstimplantate haben eine ca. 1- bis 5-jährige bessere Standzeit als Zweit- oder Drittimplantationen, d. h., nach einer Wechseloperation ist das Risiko eines Implantatversagens erhöht [13, 19]. Weitere Hinweise in Bezug auf aseptische Lockerung oder ein Implantatversagen ergibt sich durch die Indikationsstellung zur Hüftendoprothetik. Hier kann eindeutig aufgrund der Studienlage postuliert werden, dass die Koxarthrose als häufigste Indikation zur Implantation einer Endoprothese am Hüftgelenk die geringsten Lockerungsraten von Pfannen unabhängig vom Verankerungsprinzip zeigt. [19]. ⊡ Tabelle 2.2 zeigt Daten aus der ARO-MulticenterStudie [25].

Design der Prothese Bei der Differenzierung der aseptischen Pfannenlockerungen unter Berücksichtigung des Designs sind die verschiedenen zementfreien Verankerungstechniken zu diskutieren. Hier unterscheiden wir Schraubpfannen von Press-fit-Pfannen mit und ohne Schrauben. Die Daten der ARO-Studie [25] zeigten für die Press-fit verankerten Pfannen eine Lockerungsrate von 1,5% im Gegensatz zu 5,1% der häufiger implantierten Schraubpfannen. Die PM-Pfanne schnitt mit 14,4% in der Untergruppe der Schraubpfannen am schlechtesten ab. Diese Beobachtung wird auch durch Beobachtungen von Hendrich et al. [11] bestätigt. Es zeigt sich, dass zylindrische Schraubpfannen in der Langzeitbeobachtung kritischer als sphärische Pfannen sind. Bei der Auswahl der zementfreien Pfanne sollte auf die Beschichtung mit Hydroxylapatit oder Tricalciumphosphat geachtet werden. Hierdurch gelingt eine Verbesserung der unzementierten Verankerung [6, 15]. Die Diskussion bleibt, ob Schrauben als zusätzliche Fixierung einer Pfanne einen Risikofaktor darstellen oder nicht. Laut Morscher [22] kommt es zu Abnutzungsproblemen, gefährdeten Strukturen im kleinen Becken und zu einer höheren Migrations- und Lockerungsrate. Schrauben können zusätzlich Quelle für einen retrograden Abrieb mit dem Inlay sein, und leere Bohrlöcher dienen als Zugang für Partikel in das azetabuläre Knochenbett [24]. Biomechanische neuere Untersuchungen zeigen einen Bezug zwischen der Schraubenplatzierung zueinander und der Platzierung im Bereich der Pfanne. Eine deutliche

15 2.1 · Aseptische Lockerung

2

⊡ Tab. 2.3. Lockerungsrate zu Hüftkopfgröße 28 mm

0,6% (1/73)

32 mm

4,4% (54/1240)

Sonstige

3,4% (9/263)

Reduzierung der Mikrobewegung der Pfanne konnte durch Platzierung der Schraubenlöcher nahe dem Pfannenrand erreicht werden. Eine einzelne Schraube war in diesen Versuchen vier Dom-Schrauben überlegen. Zusätzlich reduzieren sich die Mikrobewegungen, wenn die Schrauben weit voneinander weg gesetzt werden [14]. Weiter sollte eine abgeflachte übermessende Form als Pfanne verwendet werden, da eine komplette Einbettung mit besserem Knochenkontakt einhergeht [22]. Auch halbkugelige Formen optimieren den Kontakt [24]. Der Friktionskoeffizient der Pfanne spielt eine untergeordnete Rolle im Vergleich zur Knochenqualität für die Primärstabilität und die relativen Mikrobewegungen am Knochen-Pfannen-Interface [14]. Der Inlay-Liner-Haltemechanismus muss unabhängig von der Press-fit-Schraubverankerung und Schraubpfanne diskutiert werden. Man konnte nicht ganz überraschend zeigen, dass sich bei nichtmodularen Verbindungen zwischen Inlay und Metallpfanne eine größere Passgenauigkeit mit konsekutiv reduzierten Mikrobewegungen und eine dickere PE-Schicht findet, die in der Folge eine Abriebhalbierung pro Jahr zu modularen Komponenten mit sich bringt [28]. Andererseits kann bei alleinigem Inlay-Verschleiß dieses ohne größeren Aufwand für den Patienten gewechselt werden. Die Modularität der Pfanne ermöglicht bei Unversehrtheit des Knochen-Prothesen-Interface eine Wechseloperation der Gleitpartner ohne Knochenverluste mit geringer Patientenbelastung. Eine abschließende Bewertung der hochquervernetzten Polyethylen-Inlays auf die endgültige Standzeit und die assoziierte Osteolyserate kann noch nicht endgültig beantwortet werden. Fakt ist, dass die Hüftsimulatorversuche gezeigt haben, dass mit dem hochvernetzten Polyethylen eine Abriebreduktion von 80–90% erzielt werden kann. Dies konnte 2004 auch klinisch durch Digas et al. nach 2 Jahren Standzeit mit Reduktion der Penetration von 28er Kopfdurchmessern gezeigt werden [5]. Zusätzlich konnte Digas zeigen, dass ETO-sterilisiertes PE im Gegensatz zu γ-bestrahltem PE als Inlay auch in Abhängigkeit von Lebensalter und Körpergewicht des Patienten zu vermehrter Penetration des Hüftkopfes, also zum Abrieb führt [6]. In einer weiteren Studie konnte bei Verwendung von konventionellen und quervernetzten zementierten PE-Pfannen kein Unterschied in der Migration, der Breite der Aufhellungslinien und der Knochendichte nach 2 Jahren beobachtet werden. Natürlich haben die verwendeten Kopfgrößen und das Material des Kopfes als tribologischer Partner einen Einfluss auf den Abrieb und damit die Standzeit der Pfannen. Charnley verwendet aus diesem Grund 22er Köpfe. Die ARO-Studie [25] zeigt einen Zusammenhang von Kopfgröße und Pfannenlockerung (⊡ Tabelle 2.3). Ingesamt muss allerdings der verbesserte Bewegungsumfang mit Luxationsprophylaxe von Großköpfen in Rahmen des Gesamtkonzeptes diskutiert werden. Größere Köpfe und die Verwendung von hochvernetztem Polyethylen scheinen eine gute Kombination, um beides zu erreichen. Die Verwendung von Keramikköpfen anstatt Metallköpfen ist ebenfalls vorteilhaft [19].

16

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

2

a

c

b ⊡ Abb. 2.3. a Zustand nach minimal-invasivem Zugang und Fehlplatzierung der Pfanne bei einer 63-jährigen Patientin alio loco. Im Computertomogramm ist die erhebliche Fehlpositionierung, auch der Schraube, zu erkennen. Starke Schmerzen der Patientin bei Belastung seit Operation. c Röntgenaufnahme 6 Monate nach Pfannenwechsel; Zustand nach Pfannenwechsel mit ARR-Schale, homologer Knochentransplantation (kleine Chips) und Schraubenfixation. Knochendefektsituation DGOT-Klassifikation V mit ventralem und vor allem zentralem sowie kaudalem Defekt

Intraoperative Einflussfaktoren und chirurgische Qualität Laut Griss et al. [9] sind operationstechnische Mängel nicht selten Ursache einer späteren Lockerung (⊡ Abb. 2.3). Daher fordern er und seine Mitarbeiter eine intensivere Qualitätskontrolle.

17 2.1 · Aseptische Lockerung

2

Beispielhaft sei hier die moderne Zementiertechnik genannt. Im Bereich der Pfanne sind die penible Säuberung des Pfannenlagers mittels Pulslavage und Vorkompression des Zements, die Eröffnung des subchondralen Knochenlagers und die Herstellung eines homogenen zirkumferenten Zementmantels bis zu 2 mm mit vielen Haftlöchern wichtig. Gerade auf die penible Entfernung von Restknorpel und Weichteilgewebe muss geachtet werden, um keine inadäquate Zementfüllung zu erreichen [20]. Die Positionierung der Pfanne beeinflusst die Abnutzung der Prothese [17]. Das Hüftdrehzentrum sowie die Beziehung der Trochanter-major-Spitze zum Drehzentrum sollten beachtet und rekonstruiert werden. Bei einer Abduktion der Pfanne von 45–55° und einer Anteversion von 10–20° verbessern sich Stabilität und Bewegungsausmaß [7]. Eine vermehrte Abduktion >55° führt zwar zur Verbesserung des Bewegungsumfangs, jedoch auch zu einem vermehrten Abrieb. Eine erhöhte Anteversion zusätzlich führt gerade bei Extension und Adduktion des Beines zu einer anterioren Dislokation [27]. Eine gute präoperative Planung und sorgfältige Pfannenlagerpräparation unter Ausnutzung der Tiefe verhindern eine zu kleine Implantatwahl, die ebenfalls ein Risikofaktor für eine aseptische Lockerung darstellt [8, 21].

Primärstabilität Eine verminderte Primärstabilität, beispielsweise durch eine Beckenfissur, ist ein wichtiger Risikofaktor für ein Implantatversagen. Erst die Primärstabilität gibt bei zementfreien Implantaten die Voraussetzung, dass eine ossäre Integration eintritt. Sie ist klinisch die Voraussetzung für eine Frühmobilisation des Patienten. Die Press-fit-Verankerung erzielt mit ihrer konstruktiven äquatorialen Überdimensionierung und rauen Oberflächenstruktur der Pfannenschale bei richtiger Anwendung ähnliche Primärstabilität wie die Schraubpfanne [22]. Die Schraubpfanne hat in Ausreißversuchen die höchste primäre Festigkeit. Bei der Zementierung hängt fast alles von der Zementiertechnik, wie oben genannt, und der Knochenlagervorbereitung ab [1].

Migration Eine minimale Implantatwanderung in radiostereometrischen Untersuchungen gibt Hinweise auf das Versagensrisiko ohne Berücksichtigung der zugrunde liegenden Faktoren. Die Migration als multikausaler Risikofaktor bietet gerade dem Kliniker die Möglichkeit, in der kontinuierlichen Nachsorge nach Prothesenimplantation Überlebenszeitanalysen der implantierten Pfannen vorzunehmen. Herausgegriffen sei die Studie von Kärrholm et al., die zeigen konnten, dass die Wanderung der Pfanne und das Absinken des Schaftes von 1–2 mm innerhalb der ersten 2 Jahre prädiktiv für eine Lockerung oder Revision sind [15]. Eine Migration von 0,2 mm nach 2 Jahren bei zementierten Pfannen und Press-fit-Pfannen mit Schrauben zeigen sich später ohne Revision. Bei einer Migration von 1,3 mm innerhalb des genannten Zeitraums bei Schraubpfannen mussten nach 5 Jahren diese zu 25% gewechselt werden. Hendrich et al. konnten im Rahmen ihrer Studie über 10 Jahre mit 92 Schraubpfannenimplantaten höchst signifikante Unterschiede zwischen den gelockerten und festen Pfannen bei einer jährlichen Wanderungsrate von 0,2 mm finden [12].

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Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

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19 2.1 · Aseptische Lockerung

2

2.1.2 Partikelkrankheit

B. Baumann, C.P. Rader

Einleitung Definiert man den Begriff Partikelkrankheit, so ist damit eine Erkrankung gemeint, die durch Abriebpartikel eines künstlichen Gelenkes oder verschiedener Materialpartner verursacht wird. Die Reaktion oder die »biologische Wirkung« von Abriebpartikel im Menschen führt, zumeist periprothetisch, zu einer Art chronischen Entzündungsreaktion, in deren Folge Granulationsgewebe, Bindegewebe usw. den Knochen verdrängen. Diese Reaktion des menschlichen Körpers führt dann zu den sog. periprothetischen, abriebbedingten Osteolysen. Osteolysen aufgrund von Tumorkrankheiten, von Allergien, bakteriell-bedingter Ursachen etc. sollten hiervon abgegrenzt werden. Durch die alternde Gesellschaft, durch den Erfolg der Endoprothetik und der damit verbundenen hohen Stückzahl an Endoprothesenimplantationen gewinnt die Partikelkrankheit weltweit an Bedeutung. »The Conquest of a Worldwide Human Disease« lautete die wegweisende Schlussfolgerung, die William Harris im Jahr 2005 zog, und damit das Hauptproblem der Endoprothetik auf den Punkt brachte [37]. Periprothetische Osteolysen stellen den wichtigsten Faktor dar, der die Langzeitergebnisse der Endoprothetik limitiert. Obwohl periprothetische Osteolysen nicht mit einer Prothesenlockerung gleichzusetzen sind, da die Implantate, insbesondere in der Anfangsphase, noch stabil sein können, so sind sie häufig das erste indirekte radiologische Zeichen, dass der pathologische Prozess der Partikelkrankheit längst in Gang gekommen ist. Ein typischer Fall einer progredienten periprothetischen Osteolyse ist in den ⊡ Abb. 2.4 und 2.5 dargestellt. Angesichts der Tatsache, dass weltweit jährlich über 1,5 Mio. Gelenkersatzoperationen durchgeführt werden und in 3–10% der Fälle in einem Zeitraum von 10 Jahren Prothesenlockerungen auftreten, die Wechseloperationen notwendig machen, kann die enorme medizinische und volkswirtschaftliche Bedeutung der Partikelkrankheit und deren Folgen abgeschätzt werden [60]. Diese Arbeit befasst sich mit der Genese der Partikelerkrankung und mit den molekularen Mechanismen der partikelinduzierten periprothetischen Osteolyse.

Aseptische Osteolysen Aus dem Schwedenregister [44, 79] ist zu entnehmen, dass aseptische periprothetische Osteolysen oder Lockerungen für 70% der Hüft- und 44% der Knierevisionen in Schweden verantwortlich gemacht werden. Wahrscheinlich sind die Zahlen zu hoch gegriffen: Da viele Low-grade-Infektionen unerkannt bleiben, stellen die aseptischen Ursachen sicherlich den größten Anteil dar. Mehrere Theorien sind für die Ätiologie der aseptischen Osteolyse vorgeschlagen worden. Zunächst wurden Zementfrakturen, -zerrüttung und -partikel für die Osteolysen bzw. Lockerung verantwortlich gemacht, sodass der Begriff »cement disease« geprägt wurde [38, 106]. Als Konsequenz wurden in den 80er Jahren zementfreie Implantate in die klinische Anwendung eingeführt (⊡ Abb. 2.5). Die Frühergebnisse offenbarten allerdings, dass damit das Problem der periprothetischen Osteolyse nicht behoben war. In der Folge wurde die Ursache zunächst den Metallpartikeln [4], später den Polyethylenpartikeln [49]

20

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

2

a

b

⊡ Abb. 2.4. a 70-jähriger Patient, 9 Jahre nach Prothesenimplantation mit großen Knochendefektzonen um die Pfannenkomponente. Der Prothesenkopf erscheint durch den langjährigen Abrieb dezentriert in der Pfanne. b Zustand nach Wechseloperation mit Spezialimplantat der Pfanne und Fremdknochenunterfütterung 9 Monate nach Revision. Breite Auflage der Metallschale, die mit Schrauben fixiert wurde

⊡ Abb. 2.5. Die Beckenübersicht zeigt die wesentliche Folge einer periprothetischen Osteolyse. Im Verlauf von 5 Jahren hat sich eine progrediente Osteolyse um die Pfannenkomponente, die ursprünglich in korrekter Position primär stabil verankert wurde, ausgebildet, die zur Lockerung und schließlich Pfannendislokation mit Revisionsnotwendigkeit geführt hat. Obwohl sich klinisch, laborchemisch und mikrobiologisch kein Hinweis für eine Infektion ergab, zeigte die histologische Untersuchung der Pseudomembran aus der Osteolyse eine Low-grade-Infektion als Ursache

21 2.1 · Aseptische Lockerung

2

zugeschrieben. Da auch diese Theorien das Problem nicht vollständig erklären konnten, wurden biomechanische Modelle erarbeitet. Hier sind zu nennen: ▬ »high fluid pressure« [3], ▬ »stress shielding« [22], ▬ »micromotion« [80], ▬ »sealed interface« [86]. Unabhängig davon spielen die klassischen biomechanischen Faktoren wie Primärstabilität, chirurgische Qualität (z. B. Release der hüftumspannenden Sehnen, Bänder und Muskeln) und Implantatdesign eine überragende Rolle, sodass diese bei der Ursachenforschung der periprothetischen Osteolyse immer zu berücksichtigen sind. So liegt es auf der Hand, dass in manchen Fällen biomechanische Ursachen hauptverantwortlich für periprothetische Osteolysen sind. In der Praxis gelingt die Identifikation der genannten biomechanischen Lockerungsursachen durch Analyse des klinischen und radiologischen Verlaufs unter Berücksichtigung des verwendeten Implantats und nach Ausschluss einer Infektion relativ zuverlässig. Es ist somit festzustellen, dass die Gruppe der aseptischen Prothesenlockerung heterogen ist und einer weiteren Differenzierung bedarf. Dies lässt sich auch aus der kürzlich veröffentlichten histologischen Konsensus-Klassifikation für periprothetische Membranen [62] erschließen: ▬ Typ I: periprothetische Membran vom abriebinduzierten Typ 55%, ▬ Typ II: periprothetische Membran vom infektiösen Typ 20%, ▬ Typ III: periprothetische Membran vom Mischtyp 5%, ▬ Typ IV: periprothetische Membran vom Indifferenztyp 15%, ▬ nicht beurteilbar 5%. Die Klassifikation teilt die aseptischen Lockerungen in 3 Typen ein (Typ I, Teile von Typ III und Typ IV). Problematisch ist, dass diesen Typen der aseptischen Prothesenlockerung keine einheitliche Entität zugrunde liegt und keine differentialtherapeutischen Schlüsse gezogen werden können. Nur durch eine Zusammenschau mit dem klinischen und radiologischen Verlauf ist es möglich, eine Einordnung vorzunehmen.

Abriebbedingte Osteolysen Den größten Anteil an der Gruppe »aseptische Osteolyse« wird von Morawietz et al. [62] dem abriebinduzierten Typ mit einem Anteil von 55% zugeteilt. Die Theorie der partikelinduzierten Osteolyse geht davon aus, dass Makrophagen durch die Phagozytose von Abriebpartikeln aktiviert werden und Mediatoren freisetzen, die über einen kaskadenartigen Prozess zu einer periprothetischen Inflammation und Knochenresorption führen. Das Modell hat im Laufe der Zeit einige Modifikationen, Konkretisierungen und Ergänzungen erhalten. So wurde in den ersten Arbeiten den aktivierten Makrophagen die Fähigkeit zugeschrieben, durch direkte Knochenresorption die periprothetische Osteolyse zu verursachen [21, 25, 51, 96]. Obwohl diese Fähigkeit von Makrophagen in geringem Ausmaß bewiesen zu sein scheint [63, 97], gehen alle heutigen Modelle nicht davon aus. Die wesentliche Knochenresorption wird durch Osteoklasten hervorgerufen [12]. Eine periprothetische Osteolyse ist letztlich Folge einer lokalen, negativen Knochenbilanz. Diese Bilanz wird vom Knochenabbau, aber auch von der Knochenbildung mitbestimmt. So ist nach derzeitigem Verständnis diese negative Knochenbilanz als Ergebnis einer komplexen Interaktion verschiedener Zelltypen anzusehen (⊡ Abb. 2.6).

22

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

Periprothetische Osteolyse

2

klassische Einteilung

Ätiologische Entitäten

septisch

manifeste Infektion

low-grade Infektion

aseptisch

Biomaterialadhärentes Endotoxin

Hypersensitivität

biomechanisch bedingt

Partikelinduziert

⊡ Abb. 2.6. Synopsis der unterschiedlichen Ätiologien der periprothetischen Osteolyse

Partikelinduzierte Zellaktivierung Studien haben gezeigt, dass Abriebpartikel sowohl die Osteoklastogenese induzieren, als auch Osteoklasten aktivieren [109] und deren Apoptose inhibieren können [33, 35]. Dabei fungieren die aktivierten Makrophagen zum einen als Quelle für entsprechende Mediatoren und zum anderen als Vorläuferzellen zum Osteoklasten [50]. Obwohl auch Osteoklasten [104] und Osteoblasten [11, 54, 73] in der Lage sind, Abriebpartikel zu phagozytieren und wahrscheinlich den Prozess der partikelinduzierten Osteolyse induzieren können, kommt den Makrophagen in dieser Hinsicht noch immer eine Schlüsselrolle zu, da sie einerseits einen hoch differenzierten Phagozytoseapparat besitzen und zum anderen regelhaft in Osteolysen und Pseudomembranen mit intrazellulären Partikeln nachgewiesen wurden [106]. Sowohl in Tissue-retrieval- als auch in In-vitro-Studien wurden intrazellulär Partikel nachgewiesen, weshalb man lange Zeit davon ausging, dass die Phagozytose von Partikeln notwendig ist, um den Prozess der partikelinduzierten Osteolyse zu initiieren. Aufgrund der Beobachtung, dass es eine optimale Partikelgröße [32] für die Phagozytose gibt, leitete sich auch die Theorie ab, dass Partikel ab einer gewissen Größe keine biologische Aktivität hätten. Indes konnten Nakashima et al. [67] zeigen, dass der Prozess der Phagozytose nicht notwendig ist, um Makrophagen zu aktivieren. Soloviev et al. [91] konnten einen Mechanismus aufdecken, dass Titanpartikel ohne Phagozytose mit Zellmembran interagieren, dabei über eine Lipidperoxidation freie Sauerstoffradikale generieren und die neutrale Sphingomyelinase aktivieren. Dies induziert eine NFκB-Aktivierung (»nuclear factor kappa B«), die dann wiederum eine vermehrte Transkription proinflammatorischer und osteoklastoinduktiver Gene verursacht. Viele In-vitro-Studien konnten zeigen, dass verschiedene Abriebpartikel in der Lage sind, in einem geeigneten Zellmodell verschiedene Mediatoren sowohl auf RNA- als auch auf Proteinebene zu induzieren. Es wurden eine Vielzahl von Mediatoren beschrieben: TNFα (Tumor-Nekrose-Faktor alpha), PGE2 (Prostaglandin E2), IL-1 (Interleukin 1), IL-6 (Interleukin 6), IL-8 (Interleukin 8), PDGF (»platelet derived growth

23 2.1 · Aseptische Lockerung

2

factor«), MMP-2 (Matrixmetalloproteinase 2), MMP-7 (Matrixmetalloproteinase 7), MMP9 (Matrixmetalloproteinase 9), TGFβ (»tumor growth factor beta«), lysosomale Enzyme, IFN-γ (Interferon gamma) [29, 30, 42, 43, 66, 74, 85]. Die Zytokinantwort hängt dabei von Material [40, 87, 90] Größe [32, 108], Konzentration [8] und Form [109] der Partikel ab. Da Partikel aus unterschiedlichen Materialien mit identischer Charakteristik gemäß oben genannten Kriterien nicht verfügbar sind, ist auch eine vergleichende Aussage bezüglich der biologischen Aktivität von Partikeln aus unterschiedlichen Biomaterialen nicht gesichert möglich. Wenn ein solcher Vergleich doch gemacht wird, so scheint die »surface area« der Partikel die geeigneteste Bezugsgröße zu sein, wobei die meisten Studien zu dem Ergebnis kommen, dass Legierungen mit Kobalt und Chrom den stärksten biologischen Effekt, Titanlegierungen einen mäßigen und PE- und Keramikpartikel den geringsten biologischen Effekt haben [24, 47, 89]. Hinzu kommt ein synergistischer Effekt, wenn Abriebpartikel unterschiedlicher Materialien wie etwa PE und Titanpartikel zusammenwirken [7]. Einschränkend wurde allerdings immer wieder angemerkt, dass die »Muster« von Mediatoren, auch wenn es sich meist um »osteoresorptive« Zytokine handelt, nicht zwangsläufig eine vermehrte Knochenresorption und Osteoklastogenese beweisen. Daher haben einige Autoren schon frühzeitig versucht, mit radioaktiv markierten Mäusekalvarien (45Ca) oder »bone resorption pit assays« [25, 26, 64] ein direktes Maß der Knochenresorption nach Partikelexposition zu erhalten. Verschiedene Autoren konnten in Tierversuchen zeigen, dass verschiedene Partikel (Polymethylmetacrylat [PMMA], TitanAluminium-Vanadium [TiAlVa], Kobalt-Chrom-Molybdän [CoCrMo], »stainless steel« [SS], Polyethylen [PE]) in der Lage sind, Osteolysen zu induzieren [2, 28]. Die Arbeitsgruppe von Sabokbar et al. [81, 83, 84, 109] konnte in verschiedenen Studien zeigen, dass Zellen, die aus einer Pseudomembran einer aseptischen Lockerung isoliert wurden, sich unter geeigneten Bedingungen zu Osteoklasten differenzieren.

RANKL-vermittelte Knochenresorption Entscheidend bei der periprothetischen Osteolyse ist somit eine inadäquat hohe, lokale Knochenresorption aufgrund gesteigerter Osteoklastenaktivität und Osteoklastogenese, die in der Bilanz die Knochenneubildung übertrifft. In diesem Zusammenhang stellen RANKL (»receptor activator of nuclear factor-κB ligand«) und OPG (Osteoprotegerin) als Agonist und Antagonist eines parakrinen Zytokinsystems essentielle Faktoren bei der Regulation der Differenzierung, Fusion, Aktivierung und Apoptose von Osteoklasten dar [45]. RANKL stimuliert die Anzahl und Aktivität funktionsfähiger Osteoklasten durch Aktivierung des osteoklastären Rezeptors RANK (»receptor activator of nuclear factor-κB«) und steigert damit die Knochenresorption, während OPG durch Neutralisierung von OPGL entgegengesetzte Effekte besitzt. RANKL und OPG werden von Osteoblasten und Knochenmarkstromazellen produziert, während RANK von der monozytär-osteoklastären Zellreihe exprimiert wird. Mehrere Studien konnten im Gewebe aus periprothetischen Osteolysen eine erhöhte RANKLExpression nachweisen [19, 23, 41, 48]. Wesentlich ist letztlich ein lokales Überwiegen (»overbalance«) von RANKL gegenüber OPG (RANKL/OPG-Ratio; ⊡ Abb. 2.7), sodass in der Summe das osteoklastogene das osteoblastogene System funktionell übertrifft [55]. Eine Blockade von RANKL durch ein RANK:Fc-Fusionsprotein konnte in einem Mausmodell [15, 16] die partikelinduzierte Osteolyse nicht nur verhindern, sondern eine bereits eingetretene partikelinduzierte Osteolyse signifikant bessern. Die Blockade von RANKL kann mit demselben Ergebnis auch durch OPG-Überexpression erreicht werden, was sowohl durch Ex-vivo- [27] als auch In-vivo-Gentransfer gezeigt werden konnte [102]. Hinzu kommt,

24

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

Auslöser

Partikel

2 Zielzellen

Mesenchymale Stammzellen

Osteoblasten

Fibroblasten

Makrophagen

Osteoklasten

Wirkung

Suppression der osteoblastären Differenzierung

Suppression der Osteoblastenfunktion

Hemmung der Apoptose von Osteoklasten

Induktion der Osteoklastogenese

Aktivierung von Osteoklasten

Lokale Knochenbilanz

Knochenresorption > Knochenbildung

Klinisches Resultat

Periprothetische Osteolyse

⊡ Abb. 2.7. Die Synopsis fasst die partikelinduzierte Osteolyse und die komplexen Interaktionen der beteiligten Zelltypen zusammen. Es resultieren verschiedene Effekte, die in der Summe zu einer lokalen, negativen Knochenbilanz führen

dass Abriebpartikel eine direkte Hochregulation von RANK in Makrophagen induzieren [6] (⊡ Abb. 2.8). Metallische und PE-Partikel induzieren sowohl in Osteoblasten [72] als auch in Fibroblasten [105] eine signifikante RANKL-Expression, was die Schnittstelle der mesenchymalen mit der monozytären Zellreihe repräsentiert (⊡ Abb. 2.7). Sowohl Fibroblasten als auch Osteoblasten, die aus periprothetischen Osteolysen isoliert wurden, sind als CoKulturzellen geeignet, die Differenzierung von Monozyten zu Osteoklasten zu induzieren und begleiten.

TNFα-vermittelte Knochenresorption Obwohl man RANKL lange Zeit für die Ostoeklastogenese für essentiell hielt, so spricht heute vieles dafür, dass TNFα eine nicht minder wichtige Rolle bei der periprothetischen Osteolyse spielt [82] (⊡ Abb. 2.9). Merkel et al. [57] konnten in einem Knock-out-Mausmodell TNFα als essentiellen Schlüsselmediator identifizieren. Dies wurde durch ein Tiermodell von Childs et al. [15, 16] bestätigt, die zeigen konnten, dass der TNFα-Inhibitor, Etenercept, in der Lage

25 2.1 · Aseptische Lockerung

2

⊡ Abb. 2.8. Das Schema zeigt den RANKL-vermittelten Signalweg der partikelinduzierten periprothetischen Osteolyse

⊡ Abb. 2.9. Das Schema zeigt zum einen die suppressorischen Effekte von Abriebpartikeln auf das osteoblastogene System und zum anderen die direkte Induktion von RANK in Zellen der monozytären Zellreihe

26

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

2

⊡ Abb. 2.10. Das Schema zeigt den TNFα vermittelten Signalweg der partikelinduzierten periprothetischen Osteolyse

ist, partikelinduzierte Osteolysen signifikant zu reduzieren. Einschränkend muss gesagt werden, dass die Tiermodelle nicht zwingend auf den Menschen übertragbar sind. Des Weiteren fokussierten einige Studien auf die intrazellulären Signaltransduktionsmechanismen im Zusammenhang mit Abriebpartikeln. Zentrale Bedeutung konnte hier für den NF-κB-Signalweg gezeigt werden, der bei der Signaltransduktion sowohl nach Stimulation durch TNFα als auch RANKL involviert ist. Es konnte für PE- und TiAlV-Partikel gezeigt werden, dass sie eine signifikante Transaktivierung des TNFα-Promoters über den »NF-κB pathway« induzieren und eine TNFα-Antwort auslösen [8, 57]. Eine Blockade des NF-κB-Transduktionsweges führte in vitro zu einer signifikanten Abnahme der Osteoklastogenese nach Exposition gegenüber Abriebpartikeln [18]. Obwohl für TNFα gezeigt wurde [5], ohne RANKL eine Osteoklastogenese mit Steigerung der Knochenresorption zu induzieren (⊡ Abb. 2.9), so ist in vivo ein Synergismus von TNFα und RANKL umso mehr anzunehmen (⊡ Abb. 2.10), als gezeigt werden konnte, dass TNFα in Osteoblasten die Expression von RANKL induziert [46] (⊡ Abb. 2.7). Die Arbeitsgruppe von Sabokbar konnte schließlich zeigen, dass sowohl die Blockade des RANKL-Signaltransduktionsweges als auch die Blockade von TNFα zu einer Verringerung der Knochenresorption von etwa 80% in vitro führt. Dies zeigt, dass beide Singaltransduktionswege ähnlich wichtig sind und im Falle einer therapeutischen Intervention angegangen werden müssen.

27 2.1 · Aseptische Lockerung

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Fazit Durch die Funktionsverbesserung und Schmerzbefreiung gehört der künstliche Gelenkersatz zu den erfolgreichsten Operationen überhaupt. Die Partikelkrankheit ist für die begrenzten Langzeitresultate verantwortlich. Abriebpartikel und deren biologische Wirkungen spielen anteilsmäßig die größte Rolle bei der periprothetischen Osteolyse, sodass das Ziel der Abriebminimierung von herausragender Bedeutung ist. Die Optimierung der tribologischen Eigenschaften von Gleitflächen bleibt weiterhin ein wichtiges Forschungsfeld. Allerdings hat die Beleuchtung der Versagensfälle in der Endoprothetik viel Verständnis für die Reaktion des Körpers auf den künstlichen Ersatz geliefert. Einige klinische Verläufe sind monokausal nicht plausibel zu erklären, insbesondere wenn diese Verläufe auf die Wirkung auf Abrieb reduziert werden (⊡ Abb. 2.4 und 2.5). Neue ätiologische Entitäten wie »biomaterialadhärentes Endotoxin« oder »Hypersensitiviät« gelten heute als bewiesen. Ob sie klinisch eine wirkliche relevante Rolle spielen, ist jedoch unklar. In Anbetracht der Tatsache, dass in früheren Jahren immer ein bestimmtes Modell für die Entwicklung einer periprothetischen Osteolyse favorisiert wurde, so ist es heute offensichtlich, dass es sich um einen multifaktoriellen Prozess handelt. Die klassischen Faktoren wie Primärstabilität, chirurgische Qualität, Operationstechnik und Prothesendesign sind für die Langzeitergebnisse sehr wichtig. Die Bedeutung der bakteriellen Infektion wird tendenziell unterschätzt, während die der partikelinduzierten Osteolyse überschätzt wird.

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Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

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Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

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32

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

2.2

Lockerungsursache Low-Grade-Infekt oder Implantatallergie C.H. Lohmann, J.V. Nuechtern, J. Zustin, M. Fuerst, W. Ruether

2.2.1 Einleitung

Periprothetische Infektionen sind eine schwerwiegende Komplikation nach endoprothetischer Versorgung eines Gelenks und sollten klar von einer Hypersensitivitätsreaktion auf ein metallisches Implantat der Hüfte abgegrenzt werden. Die Infektionsraten von Endoprothesen werden in der Literatur mit 0,5–2% angegeben [1]. Die Datenlage zur Inzidenz von Hypersensitivitätsreaktionen in der Hüftendoprothetik ist noch unklar. Es können Zahlen aus nachgewiesenen und gemeldeten Allergiefällen korreliert mit den Verkaufs-/Implantationszahlen von ca. 0,15% [2] geschätzt werden, wobei hier eine Dunkelziffer von nicht gemeldeten oder nicht erkannten Fällen unklar bleibt. Es gibt aber auch Beobachtungen aus einzelnen Implantationsserien, die Versagensraten von Metall-Metall-Endoprothesen 5% oder höher beschreiben [3]. Die Schwierigkeit der Abgrenzung einer Low-grade-Infektion von einer Hypersensitivitätsreaktion auf metallische Bestandteile in der Hüftendoprothetik soll im Folgenden überblickend dargestellt werden.

2.2.2 Klassifikation

Die Low-grade-Infektion wie auch die Hypersensitivitätsreaktion treten bei erfolgreicher Endoprothesenimplantation nach einem symptomlosen Intervall auf. Dieses postoperative Intervall nach der Implantation der Endoprothese beträgt für die Hypersensitivitätsreaktion 5 Monate bis 3 Jahre [3]. Diagnosestellung und Nachweis sind schwierig; hierauf wird in der Folge näher eingegangen. Periprothetische Infektionen können in verschiedene Klassifikationen eingeteilt werden. Man kann hieraus dann klare Behandlungskonzepte ableiten, die eine sinnvolle Empfehlung geben können, wann eine Prothese belassen werden kann und wann ein Wechsel der Endoprothese notwendig wird. Die Konzepte verschiedener Autoren zum Belassen oder zum (Teil-)Wechsel von Endoprothesen sind sehr unterschiedlich, wie auch der einzeitige und zweizeitige Endoprothesenwechsel kontrovers diskutiert werden. Tsukayama [4] stellte 1996 eine vierstufige Klassifikation vor, auf deren Grundlage infizierte Hüfttotalendoprothesen behandelt wurden: 1. Positive intraoperative Kultur bei TEP-Wechsel ohne vorherigen Hinweis auf Infektion, 2. Frühinfektion mit Auftreten der Symptomatik innerhalb eines Monats post OP, 3. späte chronische Infektion mit Auftreten der Symptomatik nach mehr als einem Monat nach OP, 4. akute hämatogene Infektion nach >2 Jahren post OP. Weitere Klassifikationen werden in Literatur angegeben. Die Unterschiede bestehen in dem Zeitintervall, ab welchem Zeitpunkt nach OP nicht mehr von einer Frühinfektion, sondern von einer chronischen oder Low-grade-Infektion auszugehen ist: Thoms et al. [5] verwenden eine Klassifikation modifiziert nach Fitzgerald [6], bei der das postoperative Intervall für eine

33 2.2 · Lockerungsursache Low-Grade-Infekt oder Implantatallergie

2

Frühinfektion als 6 Wochen definiert ist. Zimmerli et al. [7] sehen dieses Intervalls in maximal drei Wochen. Die Einteilung der Hypersensitivitätsreaktionen oder lymphozytären Infiltrationen kann nach einem semiquantitativen Score erfolgen [3], der die Intensität des Auftretens der Lymphozyten in der histomorphologischen Untersuchung in 4 Stufen (0–3) beurteilt.

2.2.3 Pathogenese

Die Pathogenese dieser beiden Versagensformen von Hüftendoprothesen ist natürlich grundlegend unterschiedlicher Natur. Bei der Low-grade-Infektion handelt es sich um ein letztendlich septisches Geschehen mit einem Keimbefall, der durch ein niedriges pathogenes Potential gekennzeichnet ist. Bei der Hypersensitivitätsreaktion handelt es sich um ein am ehesten lokales immunologisches Geschehen, das aseptisch verläuft und durch die Infiltration der Gelenkkapsel mit lymphozytären Infiltraten charakterisiert wird. Begründet wird dieses Auftreten von lymphozytären Reaktionen mit einer Antigenpräsentation, die in Form von Ionenfreisetzungen oder Nanopartikeln der artikulierenden Gelenkflächen entsteht. Hierdurch werden T-Helfer-Zellen aktiviert [8], die eine der Delayed-type-Hypersensitivität ähnliche Typ-IV-Reaktion auslösen. Die Entstehung einer Hypersensitivitätsreaktion folgt zwar auch klaren Mustern, die sich in einem typischen histologischen Bild [3] und klinischen Symptomen der Patienten [9] widerspiegeln. Die Diagnose wird jedoch eher zurückhaltend gestellt. Die Histomorphologie ist charakterisiert durch diffuse und lymphozytäre Infiltrationen der Gelenkkapsel um die Endoprothesen. Weiterhin zeigen sich eosinophile Granulozyten wie auch Plasmazellen. Zudem werden perivaskuläre Lymphozytenansammlungen und »high endothelial venules« sowie ausgeprägte Fibrinauflagerungen auf der gelenkseitigen Kapsel beobachtet (⊡ Abb. 2.11). Hier

⊡ Abb. 2.11. Diffuse lymphoyztäre Reaktion in der Kapsel um eine Metall-Metall-Hüftendprothese einer Kobalt-Chrom-Legierung. Die Symptome des Patienten traten 15 Monate postoperativ nach der Implantation auf. Die Gelenkkapsel wurde bei der Revision in Formalin fixiert und nach Standardmethoden mit Hämatoxylin/Eosin gefärbt

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Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

kann klar eine histologische Abgrenzung zur Infektion getroffen werden. Im Bild des Infekts sind segmentkernige Granulozyten (⊡ Abb. 2.12), sicherlich auch einzelne Lymphozyten und Plasmazellen, zu erkennen, aber nicht die beschriebene diffuse oder follikuläre Infiltration wie bei der Hypersensitivitätsreaktion. Bei einer durch partikulären Abrieb vermittelten Lockerung wird die Histomorphologie durch die Anwesenheit von Makrophagen und partikelspeichernden Fremdkörperriesenzellen dominiert. Hier fehlen im histologischen Bild ebenfalls die Eosinophilie, die »high endothelial venules« und die erheblichen Fibrinexsudationen (⊡ Abb. 2.13). Es besteht physiologischerweise ein Gleichgewicht zwischen dem Erreger und den körpereigenen Abwehrmechanismen abhängig von der Rate der Multiplikation des Erregers und der Fähigkeit des Körpers, diesen zu eliminieren [10]. Der Weg der Infektion besteht in der Gewebekontamination, Adhäsion von Keimen, deren Kolonisation und weiteren Invasion mit oder

⊡ Abb. 2.12. Periprothetisches Gewebe eines chronischen Infektes einer Hüfttotalendoprothese. In dem Gewebe zeigen sich die Zeichen des Infekts durch die Präsenz segmentkerniger Granulozyten. Das Revisionsgewebe wurde in Formalin fixiert und nach Standardmethoden mit Hämatoxylin/ Eosin gefärbt

⊡ Abb. 2.13. Revisionsgewebe einer gelockerten Hüfttotalendoprothese. Es zeigt sich eine Fremdkörperreaktion mit mehrkernigen Riesenzellen und partikelspeichernden Makrophagen. Das Revisionsgewebe wurde in Formalin fixiert und nach Standardmethoden mit Hämatoxylin/Eosin gefärbt

35 2.2 · Lockerungsursache Low-Grade-Infekt oder Implantatallergie

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auch – wie bei der Low-grade-Infektion – ohne akute Exazerbation der Infektion. Implantate haben ein hohes Risiko, von Erregern kolonisiert zu werden. Es konnte in einem Tiermodell gezeigt werden, dass das Vorhandensein von Fremdmaterial die Wahrscheinlichkeit der Etablierung eines permanenten Abszesses durch die minimale Infektionsdosis um mehr als das 100.000fache erhöht [11]. Die häufigsten Erreger von periprothetischen Infektionen sind S. aureus und koagulasenegative Staphylokokken wie S. epidermidis gefolgt von gramnegativen Bakterien. Zu beachten ist das Resistenzmuster der Erreger. Die Sensibilität für S. aureus gegenüber Methicillin und Cephalosporinen wird mit 55–95% angegeben, die Sensibilität von S. epidermidis auf Methicillin mit 70% [12, 13]. Einige normalerweise nicht pathogene Bakterien haben einen Virulenzfaktor, der sie in Bezug auf die periprothetische Infektion pathogen werden lässt: die Bildung eines Biofilms. Insbesondere koagulasenegative Staphylokokken besitzen diese Eigenschaften, sodass der ubiquitär vorkommende S. epidermidis für die periprothetische Infektion eine relevante Rolle gewinnt. Die Bakterien zeigen eine hohe Affinität insbesondere zu Polyethylen, wo sie adhärieren, proliferieren und einen Biofilm aus Polysacchariden bilden, der sie für eine Antibiotikatherapie nur schwer zugänglich macht. Spezielle Veränderung in der Genexpression von S. epidermidis im Biofilm versetzen dieses Bakterium in einen nichtaggressiven und reduzierten Stoffwechsel, der ein langes Überleben des Bakteriums im Biofilm bei chronischer Infektion ermöglicht [10].

2.2.4 Diagnostik

Es gibt keinen globalen Test, der die Diagnose »Hypersensitivitätsreaktion« oder »periprothetische Infektion« allein sichert. Es ist vielmehr eine Konstellation der verschiedenen diagnostischen Befunde, die zur Differentialdiagnose führen können.

Klinische Untersuchung Eine aufflammende Frühinfektion ist klinisch zumeist deutlich erkennbar. Problematischer ist das klinische Erkennen einer chronischen oder Low-grade-Infektion. Diese kann, bedingt durch die meist geringe Virulenz der Erreger, klinisch inapparent verlaufen. Die Hypersensitivitätsreaktion bietet ebenfalls ein eher buntes klinisches Bild, das keine eindeutig wegweisende Symptomatik zeigt. Die Patienten beklagen jedoch frühzeitig nach der Implantation erneut auftretenden Schmerzen in der Leiste und im Oberschenkel, Subluxationsphänomene, Klickgeräusche und Schwellungen.

Serologische Untersuchung Die Bestimmung der Leukozytenzahl, die BSG und das C-reaktive Protein (CRP) sind Standards der serologischen Infektionsdiagnostik. Bei Patienten ohne weitere entzündliche Erkrankung und klinischem Verdacht auf eine periprothetische Infektion wird über eine Sensitivität von 82% und Spezifität von 85% der BSG sowie einer Sensitivität von 96% und Spezifität von 92% des CRP berichtet [14]. Die laborchemischen Parameter sind bei Patienten mit Hypersensitivitätsreaktion im Bereich des Hüftgelenks unauffällig und wenig wegweisend. Dies wird bestärkt durch die Befunde, dass es sich bei diesem Phänomen um ein lokales Problem zu handeln scheint und nicht mit einer systemischen Reaktion, wie sie z. B. durch Epikutantestungen bewiesen werden

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Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

können, korreliert [9]. Hoffnungsvolle und aufwendige Verfahren wie Lymphozytenmigrationstestungen haben bisher ebenfalls keine zielführenden Ergebnisse erbringen können [15]. Erschwerend werden die Einschätzungen beider Probleme auch bei Patienten mit Komorbiditäten; entscheidend sind hier der Verlauf der klinischen Symptomatologie und deren Korrelation zu anderen Untersuchungsergebnissen. Beim Patienten z. B. mit rheumatoider Arthritis ist zudem ein erhöhtes CRP oder eine erhöhte BSG schwer zu interpretieren und ungeeignet, eine bakterielle Infektion von einem rheumatisch-entzündlichen Schub oder eine Hypersensitivitätsreaktion zu differenzieren. Zur Beurteilung des postoperativen Verlaufs sind sie aber dennoch unverzichtbar.

Bildgebung Röntgen Das Röntgenbild und seine Beurteilung sind essentiell bei der Abgrenzung der Low-gradeInfektion von der Hypersensitivitätsreaktion und zurzeit die richtungweisende, bildgebende Untersuchung. Das radiologische Erscheinungsbild bei der Hypersensitivitätsreaktion ist ähnlich vielschichtig wie bei der Infektsituation. Jedoch gibt es einige charakteristische Zeichen, auf die ein besonderer Augenmerk gelegt werden sollte: Es werden bei lymphozytären Infiltrationen vermehrt »radiolucent lines« um die proximalen Prothesenschaftanteile oder die azetabulären Komponenten erkannt. Zudem können sich pfannenseitig und auch schaftseitig progressive Osteolysen zeigen, die nicht mit Osteolysen durch Fremdkörpergranulome bzw. Osteomyelitiden (s. unten) verwechselt werden dürfen [16]. Spezifische radiologische Veränderungen, die eine Infektion beweisen, gibt es ebenfalls nicht. Zu den möglichen radiologischen Veränderungen bei chronischer Infektion zählen Osteopenie, End- und Periostitis sowie auffällige, teils rasch progrediente Osteolysen sowie eine Migration der Prothese (>2 mm/6 Monate). Die Osteolysen können allerdings auch Ausdruck von Fremdkörpergranulomen sein [17]. Das Vorliegen einer septischen Lockerung sollte bei einem derartigen Befund jedoch in Betracht gezogen werden, insbesondere wenn keine weiteren mechanischen Ursachen augenscheinlich sind [5, 18].

Magnetresonanztomographie (MRT) Die MRT ist zur Diagnostik der Hypersensitivitätsreaktion wie auch der periprothetischen Infektion nicht geeignet. Artefakte durch die metallischen Komponenten lassen eine sichere Beurteilung des periprothetischen Gewebes nicht zu. Verbesserungen der Bildauflösungen und Reduktion der Artefaktbeladung durch mathematische Algorithmen zeigen aber ein mögliches zukünftiges Potential dieser Technik [19]. Initiale Untersuchungen lassen Rückschlüsse auf die Volumina der Osteolysen und deren Entwicklung in Bezug auf Größenzunahme oder möglicherweise auch Inhalt zu [20].

Computertomographie (CT) Auch die CT ist nicht frei von Artefakten. Sie kann jedoch in gewissen Grenzen einen Überblick über den Knochenstatus geben und Weichteilabszesse, Gelenkergüsse, Bursaformationen, Knochenerosionen sowie Lysesäume um Endoprothesen durchaus zuverlässig darstellen. Eine spezifische Information zur möglichen Genese des Versagens von Endoprothesen liefert diese Untersuchung nicht.

37 2.2 · Lockerungsursache Low-Grade-Infekt oder Implantatallergie

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Nuklearmedizin Die Drei-Phasen-Skelettszintigraphie mit 99 mTC wird häufig angewendet. Sie zeichnet sich durch eine hohe Sensitivität und nur geringe Spezifität aus. Zudem schränkt eine physiologische Erhöhung des Knochenstoffwechsels im ersten postoperativen Jahr um eine Endoprothese herum die Aussagekraft dieser Untersuchungstechnik ein [21]. Die Anwendung einer FDG-Positronenemissionstomographie (FDG-PET) wird kontrovers diskutiert. Ein unspezifisches Signal ist auch für mehr als drei Jahre nach Endoprothesenimplantation sichtbar. Die Aussage hinsichtlich der Spezifität ist eingeschränkt. Gerade bei der Abgrenzung zur Hypersensitivitätsreaktion wird diese Untersuchungstechnik vermutlich wenig spezifische Informationen bieten, weil die Symptome auch eher früh postoperativ (0,5–3 Jahre) beginnen. Eine höhere Spezifität von 86% hat die Indium-111-markierte Leukozytenszintigraphie für ein septisches Geschehen, die jedoch zeitaufwendig und mit hohen Kosten verbunden ist [22]. Sie stellt aber eine Möglichkeit dar, die infektiologische Ursache von einer rein lymphozytären Genese abzugrenzen. Daten über die Spezifität hinsichtlich der Differentialdiagnostik existieren noch nicht.

Gelenkpunktion – Biopsie Ein sehr wichtiger Test ist die präoperative Gelenkpunktion. Sie sollte generell bei jeder anstehenden Wechseloperation routinemäßig durchgeführt werden. Die Punktion erfolgt – falls erforderlich – nach einem antibiotikafreiem Intervall von mindestens 10 Tagen und beinhaltet neben der aeroben und anaeroben Kultur die Bestimmung der Zellzahl und CRP [3]. Zellzahl und CRP sind bei bestimmten Erkrankungen, z. B. des rheumatischen Formenkreises, differentialdiagnostisch nur eingeschränkt verwertbar, sodass hier besonders auf den Keimnachweis bestanden werden muss. In der Literatur wird die Sensitivität der Punktion mit 50–92% und die Spezifität mit 88–97% angegeben [23–27]. Ursachen für falsch-positive oder falsch-negative Ergebnisse sind die Kontamination des Punktats z. B. durch Keime der Hautflora, schwierig zu kultivierende Bakterien wie fakultative Anaerobier und gramnegative Erreger sowie begleitende Antibiotikatherapie [23, 28]. Eigene Ergebnisse ergaben an 75 präoperativ punktierten Kniegelenken eine Sensitivität von 68,8%, eine Spezifität von 96,6%, einen positiven prädiktiven Wert von 84,5% und einen negativen prädiktiven Wert von 92,2% [29]. Besteht der Verdacht einer falsch-positiven oder falsch-negativen Punktion wird durchaus die Wiederholung der Punktion empfohlen [30]. Dieses Vorgehen erweist sich dann als hilfreich, wenn durch die zweite Punktion das Ergebnis der ersten Punktion bestätigt wird. Die Unsicherheit bleibt, wenn die Ergebnisse uneinheitlich sind. Dann sollte eine offene Biopsie oder eine arthroskopische Probenentnahme erfolgen. Eigene Untersuchungen ergaben für die Sensitivität der arthroskopischen Biopsie an Kniegelenken 100% sowie eine Spezifität von 94,7% [29]. Dabei werden drei bakteriologische Proben, jeweils aerob und anaerob, sowie eine Probe zur histologischen Untersuchung entnommen. Das Ergebnis der Biopsie ist als positiv zu bewerten, wenn mindestens zwei bakteriologische Proben einen positiven Befund liefern, oder die gewonnene Histologie ist positiv in Kombination mit mindesten einem positiven bakteriologischen Befund [14, 31]. Die Sensitivität für die Histologie hinsichtlich einer bakteriologischen Infektion wird mit bis zu 100%, die Spezifität mit bis zu 98% angegeben [32]. Erste Ergebnisse zeigen auch, dass die Gelenkpunktion durchaus einen Hinweis auf ein immunologisches Geschehen kann. In einer Serie von Patienten mit primärer Koxarthrose und gelockerten Endoprothesen mit Keramik-Polyethylen-Artikulationen bzw. Metall-Metall-

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Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

Paarungen zeigten sich klare Expressionsmuster von Zytokinen, die mit einer Typ-IV-Allergie assoziiert sind [33]. Allerdings sind hier nur kleine Untersuchungsserien analysiert. Größere Kollektive müssen untersucht werden, um einen diagnostischen und prädiktiven Test zu etablieren.

2.2.5 Therapeutische Optionen

Hypersensitivität Eine konservative Therapie bzw. medikamentöse Therapie ist zurzeit nicht etabliert. Es ist vorstellbar, dass z. B. Steroide die lokale entzündliche Reaktion hemmen könnten. Andere Immunmodulatoren wie Interleukin-6-Rezeptorantagonisten oder TNF-α-Antagonisten sind bei der Therapie der partikelinduzierten Osteolyse in der experimentellen klinischen Erprobung [34], aber auch bei der Behandlung der Hypersensitivitätsreaktion noch nicht verwendet. Zudem stellt sich die grundlegende Frage, ob eine systemische Therapie bei dieser lokalen Reaktion eine sinnvolle Maßnahme sein kann. Der heutige Wissensstand kann nur empfehlen, die Prothesenkomponenten zu entfernen, die mögliche Auslöser für die lokale allergische Reaktion sein können. Bei Metall-Metall-Paarungen von modernen Endoprothesensystemen ist ein modulares System hilfreich, sodass fest verankerte Komponenten belassen werden können und nur die modularen Gleitpaarungen gewechselt werden müssen. Im Falle von Kobalt-Chrom-Nickel-haltigen Schäften oder z. B. bei seltenen PMMA- oder Titanallergien sind entsprechende andere Versorgungen möglich. Entscheidend ist der Hinweis, dass bei nachgewiesener Allergie auf Endoprothesenbestandteile oder auch bereits bei einem Verdacht die die Reaktion möglicherweise auslösenden Bestandteile bei der Revision vermieden werden müssen.

Low-grade-Infektion Die alleinige Antibiotikatherapie und ein Débridement mit Belassen der verankerten Komponenten beim operablen Patienten ist keine Option in der Therapie des chronischen Infekts und sollte nur besonderen Ausnahmen vorbehalten sein. Etablierte Verfahren sind der einzeitige oder der zweizeitige Endoprothesenwechsel.

Einzeitiger septischer Endoprothesenwechsel Als Grundvoraussetzung wird die Identifikation des Erregers vor dem Eingriff gesehen, damit eine abgestimmte Antibiotikabeimischung zum Knochenzement erfolgen kann. Das neue Implantat ist somit in der Regel vollzementiert. Das operative Vorgehen beinhaltet die vollständige Entfernung aller Prothesenkomponenten einschließlich des gesamten Knochenzements sowie ein radikales Weichteildébridement. Es folgt eine 10–14 Tage dauernde i.v.-Antibiotikatherapie, ggf. Sequenztherapie [5, 7, 35].

Zweizeitiger septischer Endoprothesenwechsel Bei diesem Verfahren wird die infizierte Endoprothese einschließlich aller Zementanteile vollständig entfernt und ein konsequentes Debridement durchgeführt. Ein aus Polymethylmetacrylat (PMMA) geformter Spacer, der entsprechend dem Antibiogramm des Erregers mit spezifischen Antibiotika beladen ist, wird eingebracht. Der Spacer wird ca. 6 Wochen belassen. Postoperativ erfolgt eine 2-wöchige i.v.-Antibiotikatherapie, möglichst in Kombina-

39 2.2 · Lockerungsursache Low-Grade-Infekt oder Implantatallergie

2

tion mit Rifampicin. Diese Therapie wird im Anschluss für weitere 4 Wochen oral fortgeführt. Im Anschluss wird die definitive Prothese implantiert. Bei Verwendung eines zementfreien Implantats sollte zuvor die Infektionsfreiheit z. B. mittels Punktion nachgewiesen werden. Die Antibiotikatherapie wird nach definitiver TEP-Versorgung für 4–6 Wochen weitergeführt. Erfolgsraten werden von 83–100% angegeben [5, 7, 35, 36]. Fazit Die erfolgreichen Behandlungen einer Hypersensitivitätsreaktion oder einer periprothetischen Infektion hängen wesentlich von der präoperativen Diagnostik sowie klaren Therapiealgorithmen ab. 1. Auftreten der klinischen Symptomatik muss einen Abstand zur primären OP von mehr als 6 Wochen haben 2. Keine akute septische Exazerbation 3. Keine groben Weichteildefekte wie Abszesshöhlen 4. Mögliche identifizierte Keime müssen sensibel für Antibiotika sein, die bei Bakterien wirksam werden, die auf Oberflächen adhärieren 5. Keine mechanischen Versagensursachen der Prothese 6. Progressive Osteolysen 7. Histologische Sicherung der Diagnose »Hypersensitivität« oder Infektion Im Falle eines gesicherten Infektgeschehens können der ein- oder auch zweizeitige Endoprothesenwechsel mit vergleichbar guten Erfolgsraten durchgeführt werden. Bei einer Hypersensitivitätsreaktion ist die wahrscheinlichste Form, die Reaktion auf KobaltChrom-Nickel-Legierungen anzunehmen. Hier ist der Wechsel der modularen artikulierenden Partner ausreichend, sofern keine Hinweise auf eine Titanallergie oder Knochenzementallergie vorliegen bzw. keine weiteren Kobalt-Chrom-Nickel-Legierungen bei den Komponenten eingesetzt wurden. Diese müssten sonst ebenfalls entfernt und durch entsprechende Alternativen ersetzt werden.

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Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

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41 2.3 · Septische Lockerung und Behandlungsstrategien

2.3

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Septische Lockerung und Behandlungsstrategien S. Kirschner

2.3.1 Epidemiologie septischer Prothesenlockerungen

Bei Auftreten einer Prothesenlockerung ist stets die Möglichkeit einer periprothetischen Infektion in die Überlegungen mit einzubeziehen. Insbesondere bei kurzer Standzeit der implantierten Prothese oder einer belastungsunabhängigen Schmerzanamnese sollte der Ausschluss einer periprothetischen Infektion vor einer Wechseloperation geführt werden [19, 20]. Die periprothetische Infektion stellt eine schwerwiegende Komplikation dar. Ihre Häufigkeit konnte durch kontinuierliche Verbesserung der Operationstechniken und einer konsequenten perioperativen Antibiotikatherapie gesenkt werden. Gegenwärtig werden die Raten periprothetischer Infektionen am Knie mit etwa 2,5% und am Hüftgelenk mit ca. 1% bezogen auf alle primär implantierten Patienten angegeben [5, 43]. Bei frühzeitigen Revisionen am Kniegelenk stellen periprothetische Infekte einen Anteil von mehr als 20% dar [44, 58]. Ein Problem in der angemessenen Behandlung stellten präoperativ unerkannte septische Prothesenlockerungen dar, die erst anhand der intraoperativ gewonnenen mikrobiologischen Proben oder Histologien identifiziert werden können [44]. Eine wichtige Differenzierung in der Behandlung der periprothetischen Infektion stellt das Intervall zwischen der Prothesenimplantation und der Infektmanifestation dar. Die Prognose unterscheidet sich bei Früh- und Spätinfekt deutlich. Erschwerend existieren unterschiedliche Definitionen, bis zu welchem Zeitpunkt von einem Frühinfekt gesprochen wird. Die klassische und gebräuchliche Unterscheidung stammt von Insall [35]. Nach seiner Einteilung wird bis zu einem Zeitraum von 3 Monaten von einem Frühinfekt und danach von einem Spätinfekt gesprochen. Im Zusammenhang mit septisch gelockerten Endoprothesen spielt der Frühinfekt normalerweise keine Rolle. Diese periprothetischen Infekte sind ganz überwiegend der prognostisch ungünstigen chronisch infizierten Gruppe zuzuordnen. Theoretisch ist eine vorausgehende Lockerung und sekundäre hämatogene Infektion möglich, die dann als Frühinfektion zu werten wäre. Im klinischen Alltag ist diese Unterscheidung nicht zuverlässig zu führen. Die Rolle von Risikofaktoren aufseiten des Patienten, der lokalen Wunde oder der notwendigen Medikation findet stärkere Beachtung in der Einschätzung des Behandlungssituation [48]. Zu bekannten Risikofaktoren wie Immunsuppression, Diabetes mellitus, rheumatoide Arthritis kommen weitere hinzu: Ein Patientenalter über 80 Jahre, Mangelernährung sowie chronischer Alkohol- und Nikotinabusus werden ebenfalls als Risikofaktoren eingeordnet. Aus der aktuellen Behandlung der rheumatoiden Arthritis mit sog. Biologicals sind erste Fallberichte mit klinisch wenig auffälligen bilateralen periprothetischen Infektionen berichtet worden, die in dieser Form bisher nicht gesehen wurden [2]. Die Bedeutung einer möglicherweise gesteigerten Infektanfälligkeit durch diese Medikamente ist gegenwärtig noch nicht abschließend geklärt [14, 42, 53]. Eine besonders sorgfältige Untersuchung unter Abwägung einer Gelenkpunktion erscheint in diesen Fällen ratsam. Zu lokalen Risikofaktoren einer periprothetischen Infektion gehören multiple Narben, Weichteilschäden durch vorausgegangene Unfälle, lokale Bestrahlung, Lymphbahnunterbrechungen und venöse oder arterielle Insuffizienzen [48].

42

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

2.3.2 Pathophysiologie septischer Prothesenlockerungen

2

Die Möglichkeit zum Anhaften an Fremdkörpern und die Ausbildung von sogenannten Biofilmen stellen wichtige Pathogenitätsfaktoren periprothetischer Infektionen und der weiteren Behandlung dar [12, 25, 26]. Insbesondere Staphylokokken, sowohl S. aureus als auch insbesondere S. epidermidis verfügen über diese Fähigkeiten. Der Eintrag der Bakterien kann durch direkte Kontamination während der Primärimplantation schicksalhaft erfolgen und stellt wahrscheinlich die häufigste Ursache dar. Daneben ist eine hämatogene Aussaat von einem Infektfokus z. B. von dentalen Infekten oder auch chronisch infizierten Hautläsionen im Interdigitalbereich möglich. Eine lymphogene Fortleitung von Streptokokken bei Vorliegen eines Erysipels ist möglich [21]. In seltenen Fällen kommen Pilzinfektionen [52], üblicherweise bei immunsupprimierten Patienten, oder auch Infekte mit Mykobakterien vor [1, 18]. Für die Entscheidung der weiteren operativen Behandlungsstrategie ist die Identifizierung der ursächlichen Keime relevant. Am häufigsten ist bei periprothetischen Infektionen mit Staphylokokken zu rechnen. Für diese Keime ist eine steigende Zahl von Infektionen mit multiresistenten Keimen zu verzeichnen [6, 39]. Koagulasenegative Staphylokokken, die häufig multiresistent gegenüber Antibiotika sind, werden zwischenzeitlich als relevante Infektkeime gewertet [32]. Danach sind Streptokokken, Propionibacterium acnes, Enterokokken, Klebsiellen, Peptostreptokokken und Anaerobier zu nennen. Weitere Keime können vorkommen. Prognostisch relevant ist die Unterscheidung zwischen einer Monoinfektion mit mäßigen Resistenzen und Mischinfektionen oder Monoinfektionen mit multiresistenten Keimen. Letztere Fälle stellen erhebliche Risikofaktoren für das erneute Eintreten einer periprothetischen Infektion dar und bedürfen besonderer Sorgfalt in der weiteren Behandlung.

2.3.3 Diagnostische Abklärung septischer Prothesenlockerungen

Lockerungsbedingte Beschwerden werden den Patienten in den meisten Fällen in die Sprechstunde führen. Wie oben bereits angemerkt, ist der Ausschluss einer möglichen septischen Lockerung vor einer Wechseloperation anzuraten. Aus der Patientenanamnese ist der belastungsunabhängige oder auch der nächtliche Schmerz ein möglicher Hinweis auf eine septische Genese der Prothesenlockerung [20]. Rezidivierende Fieberschübe oder Schüttelfrost sind klinisch deutliche Zeichen einer Infektion, wie auch eine lokalisierte Rötung und Druckschmerzhaftigkeit. Diese klinisch vordergründigen Infektionen stellen weniger ein diagnostisches Problem als die Verläufe mit frühzeitiger Lockerung ohne Infektionszeichen dar. In der radiologischen Untersuchung sind im zeitlichen Verlauf schnell zunehmende Lysezonen um das Implantat (⊡ Abb. 2.14) herum verdächtig auf eine periprothetische Infektion [67]. Die Darstellung von frühen Lysezonen kann am Becken durch die eingeschränkte tangentiale Darstellbarkeit der Pfannenimplantate erschwert sein. Die periostale Knochenneubildung kann bei schweren Osteomyelitiden beobachtet werden [54]. Sie kann auch bei periprothetischen Infektionen auftreten, das Fehlen dieser Veränderung kann jedoch nicht als Ausschluss einer Infektion gewertet werden. Die Bedeutung von heterotopen Ossifikationen in diesem Zusammenhang ist nicht abschließend in ihrer Bedeutung geklärt. Aus experimentellen Untersuchungen mit Infektionsmodellen ist die Bildung von heterotopen Ossifikationen mitgeteilt worden [38].

43 2.3 · Septische Lockerung und Behandlungsstrategien

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a

b

⊡ Abb. 2.14a,b. Chronisch infizierte Hüftendoprothese mit Fistelung. Radiologische Lysezeichen in den Zonen 1 und 2 [27] des proximalen Femurs und nach ersatzloser Entfernung des Implantats

Entscheidend für eine zielgerichtete Therapie ist die Keimidentifizierung. Die lockere Prothese wird zur Keimidentifizierung unter streng sterilen Kautelen punktiert. Eine Anspülung sollte vermieden werden, da eventuell vorhandene Keime verdünnt und ihre Kultivierung damit erschwert wird [61]. Ebenso wirkt sich die Verwendung von Lokalanästhetika negativ auf die Wahrscheinlichkeit der Keimidentifizierung aus, da die gebräuchlichen Lokalanästhetika bakteriostatisch sind. Für gelockerte Knieprothesen ist die Steigerung der korrekten Diagnosestellung durch eine arthroskopisch gestützte Probeentnahme von Synovialis beschrieben [22]. Für den Transport des Punktats und die weitere Verarbeitung sind von der deutschen mikrobiologischen Gesellschaft Qualitätsindikatoren und Verarbeitungszeiten vorgegeben worden. Der Begleitschein sollte eine aussagekräftige Diagnose und Fragestellung enthalten, der Transport sollte unmittelbar erfolgen und die Kulturergebnisse im Dialog zwischen Operateur

44

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

2

⊡ Abb. 2.15. Chronisch infizierte Hüftendoprothese bei zementfreier Versorgung mit einer Schraubpfanne, Osteolyse in Zone 2 [31]

⊡ Abb. 2.16. Chronisch infizierte Hüftendoprothese mit Lockerung und sekundärer Verkippung des Pfannenimplantats

und Mikrobiologen validiert werden. In diesem Zusammenhang ist insbesondere der Hinweis auf eine ausreichend lange Bebrütungszeit (10 Tage) des Punktats relevant. Bei niedrig virulenten Keimen ist erst nach längerer Bebrütungszeit mit einem Kulturergebnis und eventuell mit einem Antibiogramm zu rechnen. Hier sind insbesondere sogenannte »small colony variants« der Staphylokokken oder auch fakultativ pathogene Keime wie Propionibacterium acnes zu nennen, die sonst einem Nachweis entgehen können. Aus spezialisierten Zentren wird zunehmend die Keimidentifizierung mit molekularbiologischen Methoden wie einer 16sRNA-PCR oder auch Hybridisierungsverfahren berichtet [45, 49, 63]. Ein Vorteil solcher Methoden liegt in der Geschwindigkeit der Diagnostik, sodass bei optimalen Bedingungen eine intraoperative Anwendung [40] zur Unterstützung der Therapieentscheidung bei mehrzeitigen Wechsel möglich wäre.

45 2.3 · Septische Lockerung und Behandlungsstrategien

2

2.3.4 Behandlungsstrategien

Grundsätzlich ist bei septisch gelockertem Implantat die Implantatentfernung und Infektsanierung anzustreben. Dies erfolgt durch ein radikales chirurgisches Débridement der Weichteile und eine vollständige Entfernung der Endoprothese und aller vorhandenen Fremdkörper (z. B. Knochenzement, Markraumstopper, Cerclagen oder sonstiger Osteosynthesematerialien etc.). Das wesentliche Behandlungsziel ist die Beherrschung der Infektion. Möglichst vor dem ersten Eingriff sollte ein Behandlungskonzept festgelegt werden. Bei septisch gelockertem Implantat kommt den prinzipiellen Behandlungsoptionen der antibiotischen Suppression und der implantaterhaltenden Revision [32] keine Bedeutung zu. Es verbleiben folgende Behandlungsoptionen: a) Resektionsarthroplastik (Girdlestone (⊡ Abb. 2.14b) b) Reimplantation einer Endoprothese in ein- oder mehrzeitigen Operationen c) Amputation in vitalen Notsituationen Die Arthrodese des Hüftgelenkes stellt keine primäre Behandlungsalternative dar. Die Entscheidung für eine dieser verschiedenen Behandlungsalternativen sollte gemeinsam mit dem Patienten und seinen primären Ansprüchen an das Hüftgelenk gestellt werden. Neben der Infektsanierung sollten für die Behandlung eine mögliche Schmerzhaftigkeit und die Erhaltung der Gelenkfunktion zu berücksichtigt werden. Verschiedene Einflussfaktoren bestimmen die Erfolgsaussichten der chirurgischen Behandlung (⊡ Tabelle 2.4). Die lokale Situation im Bereich des Hüftgelenks bezogen auf die knöchernen Defekte oder die Funktionsfähigkeit der Muskulatur kann vor einem ersten operativen Eingriff nur unzuverlässig abgeschätzt werden. Insbesondere durch die Entfernung des septisch gelockerten Implants kann sich die knöcherne Defektsituation noch maßgeblich ändern.

⊡ Tab. 2.4. Einflussfaktoren in der Behandlung periprothetischer Hüftprotheseninfektionen (nach McPherson) Patientenfaktoren

Infektion

Lokale chirurgische Situation

▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬

▬ Monoinfektion ▬ Mischinfektion ▬ Infekt mit multiresistenten Keimen ▬ Atypische Infektion (Mykobakterien, Pilze)

▬ Infektanamnese über 3–4 Monate ▬ Multiple Narben ▬ Weichteilverletzung durch Unfall ▬ Große subkutane Abszesse ▬ Fistel ▬ Frakturen ▬ Bestrahlung der Weichteile ▬ Chronisch venöse Insuffizienz ▬ Periphere arterielle Verschlusskrankheit

Immunsuppression Malignom Diabetes mellitus Rheumatoide Arthritis Lebensalter >80 J. Alkoholabusus Nikotinabusus Mangelernährung Nierenversagen Leberzirrhose COPD Entzündliche Systemerkrankung Drogenabusus Dermatitis oder Cellulitis Dauerkatheter

46

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

Resektionsarthroplastik

2

Die ersatzlose Entfernung des Hüftimplantats ist eine effektive Methode der Infektsanierung. Durch den Verzicht auf Fremdkörper ist grundsätzlich von einer guten Wahrscheinlichkeit der Infektionssanierung auszugehen [10]. Das funktionelle Ergebnis ist gegenüber einer funktionierenden Hüftprothese deutlich schlechter [55]. Regelhaft sind eine Beinverkürzung und Hinken sowie eine schnelle Ermüdbarkeit der Patienten anzunehmen [7]. Aus chirurgischer Sicht ist die Beschränkung des Verfahrens auf die Implantatentfernung und damit auf eine kurze Operationszeit insbesondere für ältere oder vital gefährdete Patienten von Vorteil. Gegenüber der Infektsituation vor Anlage der Girdlestone-Situation kann durchaus eine Verbesserung der Schmerzen und der funktionellen Situation erreicht werden, auch wenn die funktionelle Leistungsfähigkeit deutliche Limitierungen aufweist. In diesen Fällen oder einer erheblichen medizinischen Komorbidität kann die Girdlestone-Situation als Dauerlösung angestrebt werden [41]. Sollte sich in der Folgezeit herausstellen, dass die funktionellen Ansprüche des Patienten damit nicht erfüllt werden können, so ist der Versuch einer verzögerten Reimplantation möglich. Die funktionellen Erfolgsaussichten sind von der muskulären Situation abhängig und sollten vor der Reimplantation mit in Betracht gezogen werden. Im Fall einer verzögerten Reimplantation ist zu beachten, dass eine klinisch reizlose Girdlestone-Situation nicht mit einem sicher sanierten Infekt gleichzusetzen ist. Engelbrecht et al. [16] haben bei verzögerter Reimplantation von Hüftprothesen bei 31% der Patienten anhand der intraoperativen Untersuchungen eine Infektpersistenz nachweisen können. Nur ein kleinerer Teil dieser Patienten wies auch auffällige Punktionsergebnisse auf. Das erneute Auftreten von Infekten nach Reimplantation sowie das bleibende Hinken sind auch von anderen Arbeitsgruppen bestätigt worden [10]. Die funktionelle Verbesserung nach längerfristig bestehender Girdlestone-Situation ist limitiert, die operative Versorgung technisch anspruchsvoll und rechtfertigt nicht in jedem Fall den Versuch einer Reimplantation [57].

Einzeitiger Wechsel Die Behandlung einer periprothetischen Hüftprotheseninfektion durch einzeitige Austauschoperation ist durch Buchholz [9] und später am Kniegelenk durch Göksan und Freeman [24] beschrieben worden. Grundlage dieser Behandlungsstrategie ist die Beimengung von lokal wirksamen Antibiotika zum Knochenzement [8], die heute die Voraussetzung für unterschiedlichste Anwendungsformen von Knochenzement darstellt. Aus aktuelleren Berichten der Endoklinik wird die Bedeutung der sicheren Keimidentifizierung durch eine präoperative Gelenkpunktion hervorgehoben. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Mikrobiologen und Chirurgen ist erforderlich. Kriterien für die erfolgreiche Behandlung von periprothetischen Infektionen sind zunächst das radikale chirurgische Debridement und Entfernung aller Fremdkörper. Die keimgerechte Beimengung von Antibiotika und die systemische Antibiotikatherapie komplettieren diese Behandlungsstrategie [8, 64]. Die medizinische Ausgangssituation der Patienten muss in Anbetracht einer hochdosierten Antibiotikatherapie und möglichen unerwünschten Behandlungsfolgen berücksichtigt werden [69]. Hiermit ist nach Steinbrinck und Frommelt [62] eine Erfolgsraten von 88% bei einzeitigen Wechseloperationen von 105 Patienten erreicht worden. Die Bedeutung der Antibiotikabeimengung zum Knochenzement bei einzeitigen Verfahren ist auch von einer anderen Arbeitsgruppe aufgezeigt worden [30].

47 2.3 · Septische Lockerung und Behandlungsstrategien

2

Bei einer negativen Auswahl von periprothetischen Infekten mit multiresistenten Staphylokokken sinkt die Erfolgsrate dieser Behandlungsstrategie auf 61% [39]. Eine mögliche Verbesserung der Behandlung bei diesen Problemkeimen wird von den Autoren durch die intraoperative Anwendung von lokalen Antiseptika und einer systemischen Anwendung von Rifampicin in Kombination mit anderen Antibiotika erwartet. Die einzeitige Wechseloperation bei günstigen Weichteilverhältnissen und bekanntem Keim wird von Ochsner und Zimmerli [50] als Behandlungsmöglichkeit angegeben. Die Autoren markieren mit ihrem differenzierten Behandlungskonzept, in dem sowohl einzeitige als auch mehrzeitige Wechseloperationen enthalten sind, den Abschied von den grundsätzlich ein- oder zweizeitigen Konzepten hin zu einer stärker am individuellen Fall und seinen Risikofaktoren ausgerichteten Behandlungsform. Vor der operativen Versorgung erfolgt eine keimgerechte antibiotische Behandlung über einen Zeitraum von 2–6 Wochen. 4 Tage vor dem operativen Eingriff werden die Antibiotika abgesetzt um eine mikrobiologische Diagnostik zu ermöglichen. Bei negativen intraoperativen Befunden erfolgt nach dem Prothesenwechsel eine weitere Antibiotikatherapie für 6 Wochen, bei positivem Befund für 3 Monate [50]. Ein ebenfalls abgestuftes Konzept mit einzeitiger Wechseloperation wird von Sofer et al. [60] angegeben. Intraoperativ erfolgt eine Spülung der Wunde mit einem lokalen Antiseptikum, danach die keimadaptierte Antibiotikabeimengung zum Knochenzement. Hierunter konnten gute Frühergebnisse mit einer Erfolgsrate von 93% erreicht werden. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Fall von Problemkeimen wie multiresistenten Staphylokokken oder auch koagulasenegativer Staphylokokken mehrzeitige Verfahren angewendet werden sollten.

Mehrzeitiges Vorgehen Wie bei einzeitigen Verfahren bietet sich die präoperative Keimidentifizierung durch Punktion des Hüftgelenks unbedingt an. Im ersten operativen Behandlungsschritt erfolgt die Entfernung des Implantats, eventuell vorhandenen Knochenzements und sonstiger Fremdkörper. Es werden mehrere Proben zur mikrobiologischen und histologischen Untersuchung eingesandt, um das präoperative Punktionsergebnis zu validieren. Erst nach Probenentnahme erfolgt intraoperativ die möglichst keimgerechte Antibiotikagabe. Nach vollständigem Débridement kann intraoperativ die Anwendung von lokal desinfizierenden Lösungen wie z. B. Lavasept und anschließende JetLavage vorgenommen werden. Analog zu den Überlegungen bei einzeitigen Verfahren kann nun intraoperativ bei bekannter knöcherner Defektsituation der weitere Behandlungsablauf festgelegt werden: Die reine Implantatentfernung und Anlage einer Girdlestone-Situation bietet eine sichere Infektbehandlung und den geringsten zusätzlichen Aufwand. Wegen der funktionellen Einschränkungen für die Patienten im Intervall vor einer Reimplantation bietet sich die Implantation eines artikulierenden Platzhalters aus Knochenzement, eines sog. Spacers an. Dies ist für die Hüfte erstmals von Hovelius und später von Zilkens beschrieben worden [33, 68]. Am Hüftgelenk ist die Herstellung eines funktionsaufhebenden Platzhalters als sog. Block-Spacer nicht in der Form wie am Kniegelenk möglich [11, 15, 36]. Als Beispiel für einen wenig funktionellen Platzhalter am Hüftgelenk kann die Implantation von PMMA-Kugelketten genannt werden. Hiermit kann ein Gelenkraum erhalten werden und die lokale Abgabe von Antibiotika erfolgen [65, 66]. Funktionell günstiger erscheint die Implantation von artikulierenden Platzhaltern, die eine gewisse Hüftfunktion erlauben [34]. Voraussetzung für solche artikulierenden

48

2

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

Platzhalter ist ein befriedigender Erhalt des Knochenlagers und der Weichteile, um eine Hüftfunktion erreichen zu können [13]. Zur funktionellen Verbesserung für den Patienten kommt die Möglichkeit einer lokalen Antibiotikabehandlung durch Beimengung zum Knochenzement als ein Vorteil dieser Methode hinzu [28, 37, 46]. Weiterhin ist die Reimplantation einer Endoprothese technisch weniger aufwendig, da im Intervall der Gelenkraum durch den Platzhalter erhalten bleibt und die Beinverkürzung limitiert oder gänzlich vermieden wird. Bei deutlichen knöchernen Defekten oder insuffizienten Weichteilen birgt die Anwendung von artikulierenden Platzhaltern die Gefahr von Luxationen und weiteren Knochen- oder Weichteilverletzungen [3]. In diesen Fällen ist z. B. die Anwendung von PMMA-Kugelketten im Bereich des Azetabulums oder von intramedullärem Knochenzement am Femur zu erwägen. Hierdurch kann die funktionelle Girdlestone-Situation um eine lokale Antibiotikatherapie zur Infektsanierung ergänzt werden und die Vorraussetzung für eine mögliche Reimplantation verbessert werden. Für Spacer am Hüftgelenk existiert eine Reihe von Anwendungsbeispielen, eine Übersicht hat Anagnostakos [3] publiziert. Grundsätzlich kann man kommerziell vorgefertigte von intraoperativ hergestellten Spacern unterscheiden. Weiterhin kommen einteilige Spacer mit Großkopf analog einer Duokopfprothese oder zweiteilige mit Schaft- und Pfannenanteil zur Anwendung. Im Bereich des proximalen Femurs ist die Verwendung von metallischer Verstärkung innerhalb des femoralen Spacer-Anteils die Regel. Zum Einsatz kommen K-Drähte, Nägel, mit denen das ursprüngliche Implantat nachempfunden werden kann [4] oder vorbereitete metallische Gerüste mit unterschiedlichen Effekten auf die Bruchfestigkeit [56]. Zur Entscheidung für einen Spacer sollte man insbesondere die persönliche operative Erfahrung, die Zusammenarbeit mit dem Mikrobiologen und die Infrastruktur im OP-Bereich berücksichtigen. Unter dem Aspekt einer möglichst sicheren Infektbeherrschung können die verschiedenen Spacer-Formen unterschieden werden (⊡ Tabelle 2.5). Die Länge der Antibiotikabehandlung im Intervall unterscheidet sich zwischen den verschiedenen Arbeitsgruppen. Es sind Behandlungszeiten von nur 2–3 Wochen und auf der anderen Seite bis zu 6 Wochen berichtet worden. Bei kurzen Behandlungsintervallen vor einer Reimplantation wird der Patient stationär verbleiben. Bei 4–6 Wochen antibiotischer Behandlungszeit wird der Patient nach Umsetzung auf eine orale Antibiotikatherapie aus der stationären Behandlung entlassen. 5–6 Wochen nach dem Ausbau der Prothese kann ggf. eine

⊡ Tab. 2.5. Charakteristika von Spacern im Bereich der Hüfte Spacer-Art

Kosten

Individuelle Antibiotikatherapie

Fremdkörper

Individuelle Passform

OP-Technik

HTASP

+

+

–

+

+

TASP

+

++

++

++

++

PROSTALAC

–

++

0

++

+

SPACER G

–

–

++

+

+

HTASP = Hybride antibiotika Spacerprothese (Neben Knochenzement sind z. B. Metall- oder Polyethylenteile Bestandteile des Platzhalters) TASP = Totale Antibiotikaspacerprothese (Der Platzhalter besteht äußerlich vollständig aus Antibiotikahaltigem Knochenzement, metallische Verstärkungen können in den Knochenzement eingebracht worden sein) PROSTALAC = In den Vereinigten Staaten erhältlicher kommerzieller Spacer mit Metallkopf und Polyethylenpfanne SPACER G = vollständig aus PMMA Knochenzementgefertigte Spacerprothese

49 2.3 · Septische Lockerung und Behandlungsstrategien

2

Punktion zur Sicherung der Infektfreiheit erfolgen. Die Antibiotikatherapie ist mindestens 5 Tage vor dieser Untersuchung abzusetzen. Der Patient wird klinisch, laborchemisch und radiologisch untersucht. Im Fall einer Pilzinfektion existieren nur wenige Berichte über eine erfolgreiche Behandlung. Nach Phelan [52] scheint eine verzögerte Reimplantation gegenüber einer bakteriellen Infektion mit einem Behandlungsintervall von durchschnittlich 50 Monaten möglich. Auch die lokale Antibiotikatherapie bei Pilzinfektionen durch Zugabe zum Knochenzement scheint möglich [59]. Bei Infektfreiheit wird die definitive Reimplantation unter perioperativem Antibiotikaschutz durchgeführt. Intraoperativ erfolgen erneute Probenentnahmen zur mikrobiologischen und histologischen Diagnostik. Analog der einzeitigen Wechselsituation ist durch die Verwendung von keimgerechter Antibiotikabeimengung zum Knochenzement eine höhere Sicherheit für die Reimplantation zu erwarten [8, 30]. Trotzdem wird in einzelnen Kollektiven auch die zementfreie Reimplantation der Endoprothese durchgeführt [47]. Nach Erhalt negativer Untersuchungsergebnisse kann die weitere Antibiotikatherapie kurz gehalten werden. Bei positiven intraoperativen Kulturen ist eine verlängerte Antibiotikatherapie anzuraten [44]. Bestehen während des Explantationsintervalls oder intraoperativ Zweifel an der sicheren Infektbehandlung, können unterschiedliche Behandlungsstrategien angewendet werden: Bei ungünstiger medizinischer Situation und Versagen der adäquaten Therapie kann die Anlage einer Girdlestone-Situation erfolgen. Besteht noch Aussicht auf eine erfolgreiche Infektbehandlung, ist die erneute Spacer-Versorgung nach Debridement eine mögliche Behandlungsalternative. Die Reimplantation sollte nicht bei Verdacht auf eine fortbestehende periprothetische Infektion erfolgen.

a

b

⊡ Abb. 2.17. a 5 Jahre nach 2. Revision mit einem GAP-Abstützring (Fa. Stryker). Nach einer Pneumonie entwickelte die 83-jährige Patientin eine Infektion an der Abstützschale der rechten Hüfte. Deutliche Wanderung des Implantats nach zentral; b Zustand nach Implantatentfernung und Implantation eines artikulierenden, mit Antibiotikazement gegossenen und mit Steinmann-Nägeln verstärkten Großkopf-Spacers. (Beispiele von Prof. C. Rader zur Verfügung gestellt)

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Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

Reinfektion nach Reimplantation

2

Das Wiederauftreten der Infektion nach Reimplantation ist ein sehr ungünstiger Behandlungsverlauf. Grundsätzlich kann zwischen einer neuen Infektion mit einem bisher unbekannten und einer Reinfektion mit dem bekannten Erreger unterschieden werden. Diese Patienten erreichen nur in seltenen Fällen noch ein gutes Behandlungsergebnis. Die Behandlungsalternativen sind grundsätzlich die gleichen wie bei dem ersten Auftreten einer periprothetischen Infektion. Die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Infektbehandlung ist demgegenüber deutlich reduziert. Nur bei zweizeitigem Vorgehen und Monoinfektion mit gut behandelbaren Keimen sollte der erneute Versuch einer Reimplantation in Erwägung gezogen werden. Bei erneutem Versagen der Therapie sind durch die zumeist großen knöchernen Defekte oder persistierenden Weichteilinfektionen schlechte funktionelle Ergebnisse zu erwarten. Für solche großen knöchernen Defektsituationen im Bereich des proximalen Femurs sind Rettungsversuche in 2 Behandlungsfällen mit modifizierten Umkehrplastiken zur Vermeidung einer Exartikulation beschrieben worden [51].

Amputation In seltenen Fällen einer vitalen Bedrohung durch die Infektion, eines ausgedehnten Knochendefekts bei funktionsloser distaler Extremität oder einer schweren Gefäßverletzung kann die Durchführung einer Amputation oder Exartikulation im Hüftgelenk notwendig werden [17, 23].

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51 2.3 · Septische Lockerung und Behandlungsstrategien

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2

Kapitel 2 · Versagensursachen primärer Implantationen

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53 2.3 · Septische Lockerung und Behandlungsstrategien

2

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3

Präoperative Diagnostik R. Decking, A. König, B. König, D.P. König, H. Reichel

3.1

Klinische Befunde und präoperative Planung – 56

3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4

Anamnese – 56 Klinischer Untersuchungsbefund – 56 Röntgenuntersuchung – 57 Zusatzuntersuchungen – 57

3.2

Checklisten zur präoperativen Vorbereitung bei Prothesenwechsel/-revision – 59

3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.2.9 3.2.10

Checkliste I: Differenzialdiagnosen – 59 Checkliste II: Einflussfaktoren – 60 Checkliste III: Operationsindikation – 60 Checkliste IV: Ziele – 60 Checkliste V: Anamnese – 61 Checkliste VI: Körperliche Untersuchung – 61 Checkliste VII: Zusatzdiagnostik – 62 Checkliste VIII: Vorbefunde – 62 Checkliste IX: Materialien – 63 Checkliste X: Aufnahmetag – 64

3.3

Defektanalyse und -klassifikationen – 65

3.3.1 3.3.2 3.3.3

Zeitliche Planung und Auswahl der Bildgebung Bildgebung – 65 Defektklassifikationen – 67

– 65

56

Kapitel 3 · Präoperative Diagnostik

3.1

Klinische Befunde und präoperative Planung D.P. König

3

Patienten die sich nach erfolgter Endoprothesenoperation mit Beschwerden vorstellen, bedürfen einer sorgfältigen Problemanalyse. Die Krankengeschichte (postoperative Wundheilungsstörungen, Hämatome) muss gründlich erfasst werden. Die klinische Untersuchung kann wertvolle Hinweise für die Genese der Beschwerden ergeben. Eine standardisierte Röntgenuntersuchung ist zwingend erforderlich, idealerweise liegen Verlaufsröntgenaufnahmen vor. Sind Pfannenlockerungen erkennbar, sollte zu diesem Zeitpunkt eine Defektanalyse anhand gängiger Klassifikationen erfolgen und das operative Vorgehen geplant werden, um später intraoperative Probleme und unnötige Verlängerungen der Operationszeit zu vermeiden. Da oftmals der radiologische Befund ein geringeres Defektausmaß suggeriert, muss die Planung auch darauf ausgerichtet sein.

3.1.1 Anamnese

Hinweise auf Lockerung einer künstlichen Hüftpfanne sind Schmerzen in der Leiste, ausstrahlende Schmerzen in den Oberschenkel und Schmerzen in der Leiste beim Anheben des gestreckten Beins in Rückenlage. Eine zunehmende Beinverkürzung kann auf eine Pfannenmigration hinweisen. Weitere klinische Hinweise auf Lockerung eines Implantats sind ausstrahlende Schmerzen bis zum Kniegelenk sowie reine belastungsabhängige Beschwerden. Es besteht oftmals keine Korrelation zwischen den geschilderten Beschwerden und den im Röntgenbild zu erkennenden, doch zum Teil erheblichen knöchernen Destruktionen des Pfannenlagers.

3.1.2 Klinischer Untersuchungsbefund

Die klinische Untersuchung beginnt mit der Beurteilung des Gangbilds. Die Schrittlänge, die Standphase und die Verwendung von Gehhilfen fließen in die Beurteilung mit ein. Die Überprüfung der Muskelkraft liefert Hinweise auf eine etwaige neurologische Störung. Sie dient auch der Unterscheidung zwischen einer arthrogenen oder vertebragenen Ursache der Beschwerden. Die Zugangsnarben müssen beurteilt werden. Je nach Zugang können verschiedenen Nerven geschädigt worden sein (lateraler Zugang: N. gluteus superior; dorsaler Zugang: N. ischiadicus). Bei ehemaligen kontrakten Hüftgelenken bzw. großen Hüftköpfen, die primär nicht in situ reseziert, sondern luxiert wurden, muss an die Möglichkeit einer Schädigung des Plexus lumbalis gedacht werden. Ein einfaches klinisches Zeichen zur Objektivierung der Kraft des M. gluteus medius und minimus ist das Trendelenburg-Zeichen. Hierbei kommt es im Einbeinstand bei Schwäche der genannten Muskeln zum Absinken des Beckens in Richtung der Spielbeinseite. Beinlängendifferenzen müssen präoperativ erfasst werden. Hierzu dient die Längenmessung von der Spina iliaca anterior superior zum medialen Malleolus im Liegen, die Kontrolle der Beckenposition von dorsal mit Palpation des Crista iliaca und der Spina iliaca posterior superior (SIPS). Eine Beckenübersichtsaufnahme im Stand mit Raster ergänzt die Beinlängenüberprüfung. Wichtig ist es, den Patienten darüber aufzuklären, dass im Falle der Revisionsoperation eine Beinlängengleichheit angestrebt wird, dass aber Stabilität der Hüfte Vorrang hat. Die Bewegungsüberprüfung muss nach der Neutral-Null-Methode dokumentiert

57 3.1 · Klinische Befunde und präoperative Planung

3

a

b

⊡ Abb. 3.1a,b. Beckenübersichtsaufnahme (a) und Lauensteinaufnahme (b) der linken Hüfte bei Pfannenlockerung

werden. Der Thomas-Handgriff erleichtert es, eine Beugekontraktur zu verifizieren. Ein Leistendruckschmerz, ein Rüttel- bzw. Stauchungsschmerz der betroffenen Extremität weisen auf eine etwaige Lockerung der TEP (insbesondere Schaft) hin.

3.1.3 Röntgenuntersuchung

Ergänzend zur klinischen Untersuchung ist eine systematische radiologische Bestandsaufnahme erforderlich. Obligat sind eine Beckenübersichtsaufnahme und eine Lauensteinaufnahme (⊡ Abb. 3.1a,b) der betroffenen Hüfte. Zusätzliche Röntgenaufnahmen wie die Obturator und Ala-Aufnahmen und der Einsatz einer 3D-CT-Rekonstruktion helfen, eine präoperative Defektklassifikation vorzunehmen. Bei ausgeprägt medialer Migration der Pfannenkomponente (⊡ Abb. 3.2) ist eine präoperative Angiographie empfehlenswert, um intraoperative Gefäßverletzungen zu vermeiden.

3.1.4 Zusatzuntersuchungen

Neben der sorgfältigen klinischen Untersuchung erfolgt eine Laborkontrolle (BB, CRP, BSG). Die Laboruntersuchung ist jedoch in der Regel unspezifisch, abgesehen von akuten Infektionen. Bei der schleichenden, meist durch S. epidermidis ausgelösten, sogenannten TEP-Lockerung sind die erhobenen Werte in der Regel unauffällig. Obligat ist eine prä-

58

3

Kapitel 3 · Präoperative Diagnostik

operative Punktion des Gelenks unter BV-Kontrolle. Bei nicht sicherer intraartikulärer Lage muss ein Kontrastmittel verabreicht werden. Die gewonnen Punktate sollten möglichst in ein Blutkulturröhrchen gegeben und mindestens 14 Tage inkubiert werden (⊡ Abb. 3.3). Erst bei negativem Ergebnis (potentielle Keimfreiheit) kann der Revisionseingriff angegangen werden. Die 3-Phasen-Skelettszintigrahie kann schlecht zwischen einer infektbedingten und einer aseptischen TEP-Lockerung unterscheiden, weist jedoch sicher auf eine TEP-Lockerung hin. Die 18F-FDG-PET-Untersuchung hat eine hohe Sensitivität hinsichtlich einer entzündlichen TEP-Lockerung, sie kann jedoch nicht sicher zwischen einer bakteriellen und einer abakteriellen TEP-Lockerung unterscheiden. Eine negative PET-Untersuchung kann andererseits eine entzündliche Veränderung des betroffenen Gelenks ausschließen.

⊡ Abb. 3.2. Dislokation der Pfannenschale mit ausgeprägtem knöchernem Defekt des Azetabulums

⊡ Abb. 3.3. Septische Pfannenlockerung

59 3.2 · Checklisten zur präoperativen Vorbereitung

3.2

3

Checklisten zur präoperativen Vorbereitung bei Prothesenwechsel/-revision B. König, A. König

Jede Operation ist ein einmaliger Vorgang und bedarf somit der individuellen Planung. Zur optimalen Versorgung des Patienten ist es unerlässlich, sich vorab Gedanken zu machen, welches Ziel man erreichen will und welche Vorgehensweise man wählt, um dieses zu erreichen. Es werden verschiedene Checklisten dargestellt, die die notwendigen Vorüberlegungen, Planungen und Handlungsabläufe schrittweise darlegen. Diese Checklisten möchten einen möglichst vollständigen Überblick über die wichtigsten Schritte geben, die vor einer Prothesenwechseloperation bedacht und geplant werden müssen, ohne jedoch den Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben. »Be prepared« heißt die Devise, wenn das bestmögliche Ergebnis für den Patienten bei der Operation erzielt werden soll. Mögliche Probleme schon vorher zu erkennen und darauf vorbereitet zu sein, senkt das Risiko für den Patienten und spart Ressourcen. Man sollte einen Masterplan des Vorgehens erstellen und einen Ersatzplan bereithalten, der zum Einsatz kommt, wenn die primär angestrebte Vorgehensweise sich intraoperativ nicht verwirklichen lässt. So kann der Operateur der »Logik des Misslingens« [4] ein Schnippchen schlagen und auch bei unerwarteten Schwierigkeiten ein geeignetes Vorgehen realisieren [1, 7].

3.2.1 Checkliste I: Differenzialdiagnosen

Zunächst sollen noch einmal die wichtigsten Differenzialdiagnosen für Hüftbeschwerden tabellarisch dargestellt werden, denn nur die exakte Diagnose führt zur optimalen Therapie. Differenzialdiagnosen ▬ Hüfte lokal: – Hüftprothesenlockerung septisch/aseptisch – Ermüdungsfraktur – Schaftschmerz – Osteolyse – Instabilität – Bursitis – Ossifikationen ▬ Systemisch/regional: – Degenerative LWS-Erkrankungen (sehr häufig) – Arterielle Verschlusskrankheit – M. Paget – Filia – Hernie – Neuropathie – Chronic Regional Pain Syndrome – Radikuläre Syndrome L1–3

60

Kapitel 3 · Präoperative Diagnostik

3.2.2 Checkliste II: Einflussfaktoren

Im Folgenden sind die wichtigsten Faktoren dargestellt, die das Ergebnis der Operation beeinflussen [3, 9].

3

Einflussfaktoren ▬ Alter ▬ Body-Mass-Index ▬ Komorbiditäten ▬ Infektion ▬ Heterotope Ossifikationen ▬ Schlechter Allgemeinzustand/Schwäche ▬ Zugang ▬ Komponentenentfernung ▬ Luxation ▬ Osteolysen ▬ Beinlänge ▬ Komponentenauswahl 3.2.3 Checkliste III: Operationsindikation

Grundsätzlich muss immer eine eindeutige Operationsindikation festgelegt werden. Im Bezug auf Prothesenwechel/-revisionsoperationen sind das im Wesentlichen: Operationsindikation ▬ Lockerung septisch oder aseptisch ▬ Instabilität ▬ Steife ▬ Beinlängendifferenz ▬ Heterotope Ossifikationen ▬ Implantatfehllage ▬ Schmerzen 3.2.4 Checkliste IV: Ziele

Ebenso unabdingbar ist eine genaue Definition der Ziele des erneuten Eingriffs. Ziele ▬ Schmerzreduktion ▬ Verbesserung der Gehfähigkeit und Beweglichkeit ▬ Verbesserung der Stabilität ▬ Beinlängenausgleich ▬ Ermöglichung von Transfer und Lagerung bei immobilen Patienten

61 3.2 · Checklisten zur präoperativen Vorbereitung

3

Im Folgenden sind nun die Maßnahmen beschrieben, die beim ersten Patientenkontakt wichtig sind:

3.2.5 Checkliste V: Anamnese

Eine umfassende Anamnese ist erforderlich, um das Operationsrisiko abschätzen zu können und Risikofaktoren zu identifizieren. Anamnese ▬ Nebendiagnosen: – kardial, pulmonal, renal: erhöhtes OP-Risiko – Leberfunktionsstörungen – zerebral: Kraft, Koordination und Kooperation – immunologisch: Infektabwehr reduziert – endokrinologisch: z. B. erhöhtes Infektionsrisiko bei Diabetes mellitus – Frakturen an Becken und Wirbelsäule – Allergien ▬ Aktuelle Medikamenteneinnahme Rechtzeitig gerinnungshemmende Medikamente (ASS, Clopidogrel, Ticlopidin, Phenprocoumon u. a.) und Metformin (Laktatazidose) absetzen oder umsetzen, bei Patienten mit Biologicals oder Basismedikamenten diese nach Rücksprache mit behandelndem Arzt ggf. absetzen oder reduzieren ▬ Bestehen einer Vormundschaft 3.2.6 Checkliste VI: Körperliche Untersuchung

Es ist sehr wichtig, immer den ganzen Menschen zu untersuchen, nicht nur die Hüfte! Körperliche Untersuchung ▬ Auskultation Cor und Pulmo ▬ Palpation des Abdomens ▬ Neurovaskulärer Bein-Status ▬ Neuropsychiatrischer Status ▬ Trendelenburg-Zeichen ▬ Beinlänge ▬ Narbige Einziehungen an der zu operierenden Hüfte ▬ Infektionen und Infektionszeichen ▬ Haut intakt (keine Ulzera oder Mykosen) ▬ Fisteln ▬ Beinödeme Je nach Ergebnis der Untersuchung sollte man rechtzeitig Konsile oder Zusatzuntersuchungen anfordern.

62

Kapitel 3 · Präoperative Diagnostik

3.2.7 Checkliste VII: Zusatzdiagnostik

Aktuelle Röntgenbilder und Laborwerte sind stets erforderlich, eine mikrobiologische Untersuchung jedoch nur bei Verdacht oder Vorliegen einer Infektion.

3

Zusatzdiagnostik ▬ Aktuelle Röntgenbilder – mindestens 2 Ebenen – ggf. lange Aufnahme – ggf. Messaufnahmen mit Maßstab – ggf. CT zur Beurteilung einer intrapelvinen Migration ▬ Aktuelle Laborwerte – Blutbild – Gerinnung – CRP – BSG – Blutgruppe (cave seltene Blutgruppe 0 negativ, rechtzeitig Fremdblut organisieren) – Retentionswerte ▬ Mikrobiologische Untersuchungen nach Punktion – Abstrich/ Punktat (mit Erregernachweis und Antibiogramm) 3.2.8 Checkliste VIII: Vorbefunde

Das Einholen von Vorbefunden ist für die OP-Planung von erheblicher Bedeutung. Vorbefunde ▬ OP-Berichte, Entlassungs- und Verlaufsbriefe von allen Voreingriffen an der zu operierenden Hüfte besorgen und analysieren – gewählter Zugang – Name und Hersteller des Implantats – Implantatgröße – Konusart – Hüftkopfdurchmesser und -länge – Pfanne – Inlay – besondere Gleitpaarungen – Besonderheiten intra-/postoperativ und im Verlauf ▬ Röntgenbilder besorgen (möglichst von jeder Voroperation der betroffenen Hüfte präund postoperative Aufnahmen) – Änderungen der Implantatposition – postoperative Änderungen an der Implantat-Knochen-Grenze, z. B. »radiolucent lines« – knöcherne Deformitäten vor der Primäroperation ▬ Mikrobiologische Vorbefunde analysieren: Keimart und Resistenzen Nach Auswertung aller vorliegenden Befunde erfolgen die Indikationsstellung und das erste Aufklärungsgespräch mit dem Patienten (je nach Situation auch mit den Angehörigen), über die notwendige Operationsmaßnahme, das Ziel der Operation und die Risiken und Alterna-

63 3.2 · Checklisten zur präoperativen Vorbereitung

3

tiven. Schon bei diesem Gespräch sollte über die Notwendigkeit der Nachbehandlung (z. B. Rehabilitationsmaßnahme) und die spätere Situation im häuslichen Umfeld gesprochen werden. Hier empfiehlt es sich, frühzeitig den Sozialdienst der Klinik einzuschalten, um einen koordinierten Übergang vom Klinikaufenthalt zur Rehabilitationsmaßnahme und anschließend nach Hause zu erreichen.

3.2.9 Checkliste IX: Materialien

Rechtzeitig vor der Operation ist zu kontrollieren, ob die benötigten Materialien vorhanden sind, ansonsten müssen sie rechtzeitig bestellt werden [2, 5, 8]. Materialien ▬ Implantate – geplante Implantate – Hüftköpfe 28/32 oder größer – Wechselinlays (2 Größen darunter und darüber) – Revisionsschäfte/-pfannen – Spezialschrauben – Prothesensonderanfertigung – Probeinlay – Dysplasie- und Standardinlay – Cerclagen – Spezialschäfte – gewinkelter Konus und überlange Köpfe (z. B. Merete) – Keramikhüftkopf mit Metallinlay (z. B. Biolex delta) – Interimsprothese bei Infekten ▬ Instrumente zur Entfernung der Implantate in situ – Ausdreh- und Entfernungsinstrumentarium – Ausschläger – spezielle Entfernungsinstrumente – Zementextraktoren – Hochfrequenzfräsen – Speziallichtquelle ▬ Ersatzstoffe – Hüftköpfe – kortikospongiöse Späne – kortikale Transplantate – Allografts – Spacer – Knochenersatz – Zement (ggf. mit Antibiotikazusatz) – Fremdblut (seltene Blutgruppen beachten, z. B. 0 negativ, und Konserven rechtzeitig bestellen) Bis zum Aufnahmetag sollten die vorher aufgeführten Checklisten abgearbeitet sein, und der Operateur sollte die Planung der Vorgehensweise abgeschlossen haben.

64

Kapitel 3 · Präoperative Diagnostik

3.2.10 Checkliste X: Aufnahmetag

3

Aufnahmetag ▬ Patienten aufklären/Einwilligung einholen – geplante Operation – alternative Vorgehensweisen, je nach intraoperativem Befund – knöcherne Korrektureingriffe – Risiken – Platzhalter statt Neueinbau – Aufklärung von Arzt und Patient unterschreiben lassen ▬ Gespräch mit Anästhesisten – geeignete Lagerung für OP und Patient im Hinblick auf Begleiterkrankungen z. B. fiberoptisches Vorgehen bei rheumatischen HWS-Veränderungen; bei Patienten mit Bechterew-Krankheit evtl. keine spinale Anästhesie möglich – perioperative Antibiose – intensivmedizinische Nachbetreuung organisieren – antizipierter intraoperativer Blutverlust ▬ Ggf. aktuelles Labor, EKG und Röntgenthorax Wichtig: In der von der Bundesärztekammer veröffentlichten Fehlerstatistik des Jahres 2006 stand die Hüftgelenksarthrose an der Spitze der fehlbehandelten Krankheiten [6]. Dies macht nochmals deutlich, wie wichtig gerade hier ein planvolles Vorgehen ist. Bei Beachtung aller Punkte der oben vorgeschlagenen Checklisten ist unseres Erachtens eine optimale Operationsvorbereitung gegeben, dennoch erheben die vorliegenden Checklisten keinen Anspruch auf Vollständigkeit und Allgemeingültigkeit. Besondere Strukturen von Krankenhaus und Umfeld sowie individuelle Faktoren von Operateur und Patient können ein Abweichen oder Ergänzen bezüglich der vorgeschlagenen Checklisten notwendig machen. Fazit Eine optimale Planung im Vorfeld hilft, unliebsame Überraschungen zu vermeiden, und senkt die Risiken für den Patienten, den Operateur und das Krankenhaus.

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65 3.3 · Defektanalyse und -klassifikationen

3.3

3

Defektanalyse und -klassifikationen R. Decking, H. Reichel

Das Versagen einer Pfannenkomponente nach totalendoprotethischem Ersatz des Hüftgelenks ist mit unterschiedlich ausgeprägten Defekten des periazetabulären Knochenlagers verbunden. Diese Defekte entstehen durch aseptische Lockerung, Abrieb und/oder Komponentenversagen, Infektion, Instabilität oder periprothetische Frakturen. Für eine präoperative Beurteilung ist eine genaue Identifizierung der Lage und Ausdehnung der Defekte sowie der Qualität des verbleibenden Knochenlagers wichtig. Diese Beurteilung soll es ermöglichen, die richtige Revisionstechnik und das passende Implantat zu wählen. Außerdem macht nur eine genaue Defektanalyse die Ergebnisse der Eingriffe vergleichbar. Bei der unbestreitbaren Notwendigkeit für eine Einteilung der periprothetischen Defekte stehen sehr unterschiedliche Strategien und Instrumente zur Evaluation zur Verfügung.

3.3.1 Zeitliche Planung und Auswahl der Bildgebung

Eine verlässliche, zugängliche und wenn möglich einheitliche Methode für die Defektanalyse sollte gewählt werden, um die adäquate Therapie zu bestimmen und Resultate vergleichbar zu machen. Ein nationaler oder weltweiter Konsensus über den idealen zeitlichen Ablauf von Nachuntersuchungen oder die Auswahl der bildgebenden Modalitäten existiert jedoch nicht. Viele Kliniken führen die postoperativen Nachuntersuchungen ihrer Patienten in unterschiedlichen Abständen durch, die oft von Erfahrungen der Operateure und lokalen Bedingungen abhängig sind. Die Literatur zeigt hier zwar die Praxis unterschiedlicher Arbeitsgruppen auf, eine Evidenz zur Unterstützung eines bestimmten Schemas lässt sich jedoch nicht finden. Ein Großteil der Mitglieder der American Association of Hip and Knee Surgeons (AAHKS) empfiehlt 1- bis 2-jährliche klinische und radiologische Nachuntersuchungen nach primärem Hüftgelenksersatz [17], mit einer Tendenz zur Wahl engerer Zeiträume bei zunehmender Standzeit der Prothesen. Häufigere Nachuntersuchungen sind bei radiologischen Auffälligkeiten oder dem potentiellen Versagen bestimmter Implantate angeraten, sowie bei einer bekannten eingeschränkten Knochenqualität, höherem Aktivitätslevel oder einem jüngeren Patientenalter. In der Regel schlägt man zu den Untersuchungszeitpunkten sowohl klinische als auch radiologische Kontrollen vor. Unumstritten erscheint, dass die rechtzeitige Diagnose und die frühzeitige Therapie von Lockerungen oder Osteolysen ökonomisch sinnvoll ist [14] und vermutlich auch zu besseren funktionellen Resultaten führt [6]. Uns ist jedoch keine Studie bekannt, die auf Outcome-Parametern begründet ist oder evidenzbasierte Standards für die richtigen Nachuntersuchungszeitpunkte und -methoden definiert.

3.3.2 Bildgebung

Neben der klinischen Diagnostik (Schmerzen, zunehmende Beinlängendifferenz, Trendelenburg) ist eine präoperative bildgebende Diagnostik zur Beurteilung der Defektausdehnung notwendig. Die nativradiologische Beckenübersicht (Becken a.-p.) ist die Standardaufnahme zur Diagnostik und präoperativen Klassifizierung der azetabulären Defekte. Diese wird in der

66

3

Kapitel 3 · Präoperative Diagnostik

Diagnostik der Hüftendoprothetik häufig »tief« eingestellt, um auch die proximalen Femora mit abzubilden, muss aber im Falle eines ausgedehnten azetabulären Defekts als komplette Beckenübersichtsaufnahme erfolgen. Engh et al. [8] zeigten eine hohe Fehlerquote bei der Beurteilung von Osteolysen auf Nativröntgenbildern auf. Die Intraobserver-Reliabilität stieg jedoch bei der Verlaufsbeurteilung einer postoperativen Bildserie deutlich an. Daher sollten zur Beurteilung von azetabulären Defekten möglichst in gleicher Technik gefertigte Serienaufnahmen herangezogen werden. Der Vergleich mit Voraufnahmen ist sinnvoll, um die Progredienz von Osteolysen und Migration der Komponenten zu bewerten. Zur weiteren nativradiologischen Beurteilung können schräge Beckenaufnahmen, wie z. B. die Ala-, die Obturator- oder eine Faux-Profil-Aufnahme herangezogen werden. Bei der Beckenschaufelprojektion (Ala-Aufnahme) wird die gegenüberliegende Beckenseite um 45° angehoben. Dies kann eine verbesserte Beurteilung des ventralen und dorsalen Pfannenrands ermöglichen. Alternativ kann hier die Faux-Profil-Aufnahme gewählt werden, bei der der Zentralstrahl bei einem Winkel von 65° auf die Mitte des Prothesenkopfes zentriert wird. In der Foramen-obturatum-Projektion (Obturator-Aufnahme) wird hingegen die betroffene Seite um 45° angehoben, wobei neben dem Pfannendach vor allem die Kontinuität der iliopektinealen Linie dargestellt wird. Die Information, die sich durch diese Zusatzuntersuchungen gewinnen lässt, ist jedoch abhängig von den einliegenden Implantaten, die häufig die knöchernen Grenzen überdecken. Im Falle einer Beckendiskontinuität kann der Defekt durch diese Aufnahmen präoperativ dargestellt werden. Diese Information kann die Wahl des Zugangsweges bei der anstehenden Revisionsoperation beeinflussen, da bei einer Beckendiskontinuität ggf. eine zusätzliche Plattenosteosynthese des dorsalen oder ventralen Pfeilers erwogen werden muss. Vier Kriterien sollten in der Nativbildgebung besonders aufmerksam beobachtet werden [16]: 1. kraniale Migration des Hüftzentrums 2. Osteolysen des Ischiums 3. Osteolysen der Tränenfigur 4. Position der Pfanne in Relation zur Köhler-Linie. Die kraniale Migration der Pfanne korreliert eng mit Knochendefekten des superioren Azetabulums mit Beteiligung des ventralen und dorsalen Pfeilers. Die Wanderung nach kraniomedial spricht eher für einen Defekt des ventralen, die Wanderung nach kraniolateral für Defekte des dorsalen Pfeilers. Osteolysen im Os ischium deuten auf Defizite der dorsalen Pfannenwand, wogegen Osteolysen im Bereich der Tränenfigur Defekte des medialen, kaudalen Azetabulums aufzeigen. Die Wanderung des Implantats relativ zur Köhler-Linie korreliert mit der Defektsituation der ventralen Säule und zeigt den Grad der Protrusion des Pfannenimplantats in das kleine Becken auf. Die konventionelle Röntgenbildgebung ist allerdings in ihrem Informationsgehalt eingeschränkt. Die Beurteilung von Osteolysen wird durch die Masse des Patienten, die Positionierung des Beckens, die gewählte Vergrößerung und radiologische Technik sowie durch die Lokalisation der Defekte beeinflusst [20]. Auch mit Aufnahmen in mehreren Ebenen werden vor allem kleinere Defekte in über 25% der Fälle übersehen [3]. In einigen Fällen kann daher auch heute noch eine Arthrographie weitere Informationen bringen, insbesondere wenn präoperativ ohnehin eine Punktion des Gelenks zum Infektionsausschluss erfolgt. Darüber hinaus kann jedoch bei komplexeren Fällen eine präoperative dreidimensionale Darstellung zur Analyse azetabulärer Defekte sinnvoll erscheinen.

67 3.3 · Defektanalyse und -klassifikationen

3

Durch computertomographische Aufnahmen in Spiral-CT-Technik ist nach Anwendung einer Metallartefaktreduktion heutzutage eine recht genaue Darstellung der Defektsituation und Quantifizierung der Osteolysen möglich [13]. In den seltenen Fällen, in denen maßgefertigte Revisionspfannenkomponenten zur Anwendung kommen, können diese Datensätze dann auch zur Fertigung der Implantate und Planung der Eingriffe verwendet werden [10]. Allerdings führen computertomographische Defektanalysen vor allem durch die notwendige Artefaktreduktion zu einer deutlich erhöhten Strahlenbelastung. Hier bietet sich als Alternative in Zukunft eventuell die Verwendung der Kernspintomographie an. Erste publizierte Erfahrungen lassen den Einsatz dieser Technik trotz der unumgänglichen Artefaktproblematik und einem primär hohen Arbeitsaufwand als sinnvolle Alternative erscheinen [18, 19]. Noch ist jedoch viel Erfahrung notwendig, um aus kernspintomographischen Aufnahmen die nötige Information über die vorliegende Defektsituation zu erhalten.

3.3.3 Defektklassifikationen

In der präoperativen radiologischen Nativdiagnostik wird eine Reihe von Klassifikationen verwendet. Die Systeme der AAOS [4] und von Paprosky et al. [12] werden in der internationalen Literatur am häufigsten zitiert. Die Arbeitsgruppe um Saleh und Gross [15] hat nach Methoden gesucht, einige Einschränkungen dieser Systeme zu vermeiden, und 2002 ein neues System propagiert. Neben diesen Klassifikationsschemata werden andere, regionale und nationale Einteilungen deutlich seltener herangezogen. Ein vereinfachtes System zu azetabulären Defektbeschreibung wurde von Morscher vorgeschlagen [11]. Im deutschen Sprachraum wurde außerdem in einigen Studien die von der ehemaligen DGOT [1] vorgeschlagene Klassifikation angewandt.

AAOS-Klassifikation Die Klassifikation der American Academy of Orthopaedic Surgeons wurde von D’Antonio et al. [4] publiziert. Hier werden die Defekte unterschiedlichen Mustern zugeteilt, eine Quantifizierung der Größe der Defekte unterbleibt jedoch. Der Artikel verzichtet auf defektabhängige Empfehlungen für die daraus resultierenden Revisionstechniken. ▬ Typ I: Segmentale Defekte – A: Peripher: – superior – anterior – posterior – B: Zentral (Fehlen der medialen Wand) ▬ Typ II: Kavitäre Defekte – A: Peripher: – superior – anterior – posterior – B: Zentral (intakte mediale Wand) ▬ Typ III: Kombinierte Defekte ▬ Typ IV: Beckendiskontinuität ▬ Typ V: Arthrodese

68

Kapitel 3 · Präoperative Diagnostik

Paprosky-Klassifikation

3

Paprosky, Perona und Lawrence veröffentlichten 1994 eine Defekteinteilung [12] (⊡ Abb. 3.4), die auf den damaligen operativen Therapiemöglichkeiten beruhte und zu jedem Defekttyp auch eine Empfehlung zur Auswahl eines geeigneten allogenen Knochenersatzes gibt. Diese Therapieempfehlungen sind jedoch nach dem heutigen Stand der Literatur nicht immer aktuell. Allerdings lassen sich mit der Klassifikation Vorschläge zur Implantatswahl weiterhin gut umsetzen. Der verbliebene azetabuläre Rand definiert die Stabilität für ein Probeimplantat und ist eine der Variablen, die damit eine Defektklassifizierung möglich macht. Ein Typ-IDefekt hat einen unveränderten Rand, ein Typ-II-Defekt eine deformierte, aber erhaltene Zirkumferenz. Das verbleibende Knochenlager ist jedoch noch so ausgeprägt, dass es die Verwendung einer hemisphärischen Pfanne zulässt. Ein Typ-III-Defekt hingegen weist keinen entsprechenden knöchernen Rand auf und erfordert daher aufwendigere Rekonstruktionen. ▬ Typ I: minimale Deformität und Osteolysen, erhaltender azetabulärer Rand, keine Migration des Implantats, erhaltene knöcherne Ränder ▬ Typ II: fehlende hemisphärische Abstützung bei verbreiteter, ovalärer azetabulärer Öffnung, intakte ventrale und posteriore Säule, kraniomediale oder kraniolaterale Migration unter 2 cm – A: kraniomedial – B: kraniolateral – C: nur medial

a

b

c

d

e

f

⊡ Abb. 3.4a–f. Paprosky-Klassifikation. a Typ 1A, b Typ 2A, c Typ 2B, d Typ 2C, e Typ 3A, f Typ 3B. (Abdruck aus: The Journal of Arthoplasty, Vol 9, No.1: Paprosky WG, Perona PG, Lawrence JM (1994) Acetabular Defect Classification and Surgical Reconstruction in Revision Arthroplasty; pp 33–44, mit Genehmigung von Elsevier)

69 3.3 · Defektanalyse und -klassifikationen

3

▬ Typ III: kraniale Migration über 2 cm und ausgeprägte Osteolysen ischial und medial, fehlende Tragfähigkeit des azetabulären Randes, der Pfannenwände, der anterioren und posterioren Säule – A: Intakte Köhler-Linie, Knochenverlust von 10 Uhr bis 2 Uhr, Allograft-Unterstützung von 30%–60% des Revisionsimplantats nötig – B: Köhler-Linie nicht intakt, Knochenverlust von 9 Uhr bis 5 Uhr, Allograft-Unterstützung von mehr als 60% des Revisionsimplantates nötig

Saleh-Gross-Klassifikation In einem Versuch, eine Defektklassifikation auf der Basis wissenschaftlicher Modelle zu schaffen, schlug diese Arbeitsgruppe 2001 ein neues System vor [15]. Dieses sollte einerseits eine einfache Handhabung, andererseits eine genaue Beschreibung der unterschiedlichen Defektausprägungen ermöglichen. ▬ Typ I: Kein feststellbarer Knochenverlust, dadurch fehlende Notwendigkeit für den Einsatz einer Revisionskomponente. Fehlende Migration des Implantats in Richtung Os ilium. Beide Säulen sind weitestgehend intakt. ▬ Typ II: Umschlossener Defekt (»contained«). Nachweis von Osteolysen des Azetabulums. Bei Wanderung des Implantats über die ilioischiale Köhler-Linie hinaus (Protrusion) liegt so lange ein Typ-II-Defekt vor, wie die posteriore sowie die anteriore Säule tragfähig bleiben. ▬ Typ III: Segmentaler, nicht umschlossener Defekt von weniger als 50% des Knochenlagers des Azetabulums unter hauptsächlicher Beteiligung entweder des anterioren oder des posterioren Pfeilers. Ein segmentaler Defekt liegt vor, wenn die Auffüllung durch gemahlenen Knochen nicht mehr sinnvoll ist. Gemäß präoperativer Planung ist in der Summe aller Defekte in der anterioren und posterioren Säule eine 50%ige knöcherne Überdachung der Revisionspfanne durch verbliebenen genuinen Knochen möglich. ▬ Typ IV: Segmentaler, nicht umschlossener Defekt des Knochenlagers unter Einschluss von mehr als 50% des Azetabulums und unter Beteiligung beider Pfeiler (anterior und posterior). Typ IV ist identisch mit Typ III, außer dass die Summe aller Defekte des Knochenlagers im Bereich der anterioren und posterioren Säule größer als 50% ist. Eine Diskontinuität des Beckens liegt nicht vor. ▬ Typ V: Beckendiskontinuität bei kavitärem oder segmentalem azetabulären Knochendefekt. Jede Beckendiskontiuität ist ein Typ-V-Defekt, unabhängig vom sonstigen Knochenverlust.

Morscher-Klassifikation Ein deutlich einfacheres System wurde von Morscher [7, 11] vorgeschlagen. Hier wird präoperativ radiologisch zwischen zwei Defektklassen differenziert. Abhängig von dieser Defektklassifikation erfolgt dann die Empfehlung zur Revisionstechnik und Implantatauswahl. ▬ Typ 1: Kavitäre, umschlossene Defekte (»contained«): Höhlenbildungen bei erhaltenem azetabulären Rand/tragfähige periphere ossäre Begrenzungen. (Empfehlung zur zementfreien hemisphärischen Press-fit-Pfanne)

70

3

Kapitel 3 · Präoperative Diagnostik

▬ Typ 2: Segmentale, nichtumschlossene Defekte (»non-contained«): Ohne vollständige tragfähige Begrenzung in den Zonen 1 und 3 nach DeLee und Charnley : – lateral (z. B. bei Dysplasie) – medial (Protrusio) – anteriorer Pfeiler – posteriorer Pfeiler (Empfehlung zur Verwendung von Hintergrundpfannen oder Ringen)

DGOT-Klassifikation 1997 veröffentlichten Bettin und Katthagen den Klassifikationsvorschlag des Arbeitskreises Knochentransplantation der damaligen Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Traumatologie (DGOT) [15]. Während der azetabuläre Anteil primär auf der Morscher-Klassifikation beruht, werden in sieben Untergruppen kavitäre, mehrere uni- und bisegmentale Defekte sowie die Beckendiskontinuität beschrieben. Die Autoren wiesen darauf hin, dass diese Einteilung intraoperativ erfolgen sollte. ▬ Typ 1: einfache Höhlenbildung: kavitär, Defekt mit erhaltenem Pfannendach und Pfannenrand ▬ Typ 2: unisegmental, Pfannengrund: segmental, Defekt des Pfannenbodens, weitestgehend erhaltener Azetabulumring ▬ Typ 3: unisegmental, Pfannendach: segmental, Defekt des Pfannendachs bzw. des oberen Pfannenrandes in der Hauptbelastungszone ▬ Typ 4: unisegmental, vorderer oder hinterer Pfannenrand: segmental, Defekt des vorderen oder hinteren Pfannenrandes/-pfeilers, häufig nach posttraumatischen Arthrosen und Dysplasien ▬ Typ 5: bisegmental, Pfannendach, Pfannenboden: segmental, nach kraniomedialer Wanderung der Pfanne, Pfannendach und Pfannenboden betroffen ▬ Typ 6: trisegmental; Pfannendach, Pfannenboden, Pfannenrand: segmental, Typ 5 mit Defekt des vorderen oder hinteren Pfannenrandes ▬ Typ 7: Instabilität: Perforation des Pfannengrundes mit Beckendiskontinuität des vorderen und hinteren Pfeilers Aus der teilweise weit verbreiteten Anwendung der genannten Klassifikationen kann nicht geschlossen werden, dass diese auch validiert und reliabel sind. Mehrere Arbeitsgruppen haben die Reliabilität der unterschiedlichen Klassifikationssysteme untersucht. Gozzard et al. [9] konnten für die Paprosky-Klassifikation zeigen, dass diese in der präoperativen Diagnostik zwar zumutbar valide, jedoch nicht reliabel ist. Daher propagierten sie die Saleh-GrossKlassifikation, da diese belegen konnte, dass eine in der Verwendung des Systems geschulte Gruppe eine ausreichende Reliabilität erreichen kann. Allerdings mussten die Autoren in einer Folgestudie [5] konstatieren, dass sich diese Ergebnisse nicht auf andere Gruppen übertragen ließen. Campbell et al. [2] untersuchten unter Beteiligung der Initiatoren der Klassifikationen die Systeme der AAOS sowie von Paprosky und Gross und zeigten eine fehlende Reliabilität für alle drei Systeme. Neben einem Nachweis der Intra- und Interobserver-Reliabilität in der

71 3.3 · Defektanalyse und -klassifikationen

3

Beurteilung der präoperativen Röntgenbefunde fehlt in der Regel auch der Nachweis der Validität: Es ist oftmals nicht möglich, anhand der präoperativen Röntgenbilder die intraoperative Defektausdehnung und vor allem die Knochenqualität mit ausreichender Sicherheit beschreiben zu können. Auch führt in einigen Fällen das chirurgische Trauma beim Entfernen der Implantate zu einer Änderung von Defektgröße und Lage. Keine der genannten Klassifikationseinteilungen kann daher uneingeschränkt zur Defekteinteilung empfohlen werden, wenn diese sich nur auf den präoperativen radiologischen Befund stützt. Bei genauen Klassifikationen kann die endgültige und zutreffende Einteilung nur intraoperativ erfolgen. Dennoch werden die Systeme de facto häufig nur im Rahmen einer präoperativen Einteilung verwendet. Der Nutzen einer Klassifikation liegt ja auch zuerst in der vorgezogenen Beurteilung des Defekts, um eine adäquate Planung der Revisionsoperation zu ermöglichen. Gerade in der rein präoperativen Beurteilung liegt jedoch die Schwäche der komplexeren Systeme, da es offensichtlich nicht möglich ist, mit einer adäquaten Sicherheit und Wiederholbarkeit der Ergebnisse eine Einteilung zu treffen. Im klinischen Alltag haben wir uns daher entschieden, präoperativ die einfache Klassifikation von Morscher zu verwenden, die radiologisch die Diskriminierung zwischen einfacheren (Typ 1) und aufwendigeren (Typ 2) Rekonstruktionen ermöglicht und damit auch eine präoperative Planung mit recht hoher Genauigkeit zulässt (⊡ Abb. 3.5). Hier sollte dem Operateur aber bewusst sein, dass zumindest für die Therapie der segmentalen (komplexeren) Defekte eine Auswahl mehrerer Revisionsstrategien und Implantate zur Verfügung stehen muss und er sich nicht auf ein Therapieschema verlassen kann. Für Fragen bezüglich des postoperativen Verlaufs und vergleichender Studien jedoch sollte man auf eine weitverbreitete und komplexere Einteilung zurückgreifen (z. B. die

⊡ Abb. 3.5. Klassifikation azetabulärer Defekte. Präoperative Beurteilung anhand des Röntgenbefunds: umschlossener kavitärer Defekt (Typ Morscher 1). Intraoperativ genauere Klassifikation: Intakte ventrale und posteriore Säule mit kraniolateralem Defekt, stehender medialer Pfannenbegrenzung und Migration der Pfanne unter 2 cm: Paprosky Typ 2B

72

Kapitel 3 · Präoperative Diagnostik

Paprosky-Klassifikation), die einen intraoperativen Befund genau beschreibt. Bei der Bewertung unterschiedlicher Studien ist darauf zu achten, dass diese Einteilung nicht nur präoperativ getroffen, sondern auch intraoperativ überprüft und modifiziert wurde. Fazit

3

Klassifikationssysteme sollen eine präoperative Planung ermöglichen und die Ergebnisse von Revisionsoperationen vergleichbar machen. Eine erste Analyse azetabulärer Defekte kann anhand präoperativer Röntgenbilder erfolgen. Gegebenenfalls ist auch eine präoperative Computertomographie oder eine Kernspintomographie indiziert. Präoperative Röntgenbefunde ermöglichen allerdings nur eine grobe Einteilung. Eine genaue Defekteinteilung unter Verwendung von differenzierten Klassifikationen gelingt in der Regel erst intraoperativ.

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4 Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion R. Bader, M. Ellenrieder, J.W.M. Gardeniers, S. Gravius, P.A. Grützner, D. Klüß, R. Lehnigk, T. Lindner, W. Mittelmeier, C. Perka, B.W. Schreurs, R. Stangl, S. Tohtz, K. Trieb, N. Verdonschot, D.C. Wirtz 4.1

Knochendefektaugmentation: Chips oder Bulk-Allografts? – 74

4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4

Einleitung – 74 Voraussetzungen – 74 Solide strukturelle Allografts – 76 Knochenchips – 78

4.2

Zugangswege und »Component Removal« – 83

4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5

Einleitung – 83 Posterolateraler Zugang – Seitenlagerung – 83 Anterolateraler Zugang – in Rücken oder Seitenlagerung – 84 Trochanterosteotomie – 85 Komponentenentfernung – 86

4.3

Metallische Augmentate (»Trabecular metal«) – 88

4.3.1 4.3.2

Einleitung – 88 Trabecular Metal Technology (TMT) – 89

4.4

Revision of the Acetabular Component Using Impaction Bone Grafting – 95

4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.4.6

Introduction – 95 Indications – 95 Surgical Technique – 96 Complications and Pitfalls – 101 Results – 101 Discussion – 103

4.5

»Range of Motion« und Luxationsproblematik in der Revisionshüftendoprothetik: Analyse und Lösungsansätze – 105

4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4

Einleitung – 105 Einflussparameter der »Range of Motion« und des Luxationsrisikos – 105 Biomechanische Analysen zur ROM und Luxationsstabilität – 108 Klinische Strategien zur Luxationsprävention beim Revisionseingriff – 110

4.6

Welches Implantat in welcher Situation? Ein defekt- und patientenadaptierter Algorithmus – 118

4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4 4.6.5 4.6.6 4.6.7

Knochendefekt Typ 1 Knochendefekt Typ 2a Knochendefekt Typ 2b Knochendefekt Typ 2c Knochendefekt Typ 3a Knochendefekt Typ 3b Diskussion – 128

– 120 – 121 – 123 – 125 – 126 – 127

4.7

Navigation in der Revisionsendoprothetik – 133

4.7.1 4.7.2 4.7.3 4.7.4 4.7.5 4.7.6 4.7.7

Einleitung – 133 Prinzipien der computerassistierten Hüftendoprothetik – 134 Anatomische Grundlagen der Pfannennavigation – 139 Computerassistierte Pfannenplatzierung – 140 Operatives Vorgehen – 141 Fallstricke – 144 Zusammenfassung und Ausblick – 144

74

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

4.1

Knochendefektaugmentation: Chips oder Bulk-Allografts? K. Trieb

4.1.1 Einleitung

4

Die Anzahl an notwendigen Revisions- und Wechseloperationen nach Hüfttotalendoprothesen steigt kontinuierlich (⊡ Abb. 4.1) [1, 2]. Nicht verhindern lässt sich der damit verbundene Knochenverlust im Azetabulum und am Femur [3]. Die Wiederherstellung von anatomisch knöchernen Verhältnissen und biomechanisch korrekter Implantatlage ist eine große Herausforderung, die auf unterschiedliche Weise angegangen werden kann. Für die Revision des Azetabulums wurden z. B. große zementfreie Pfannen (sog. Jumbo-Pfannen), Revisionsringe, Stützschalen und schlussendlich auch Keramiktransplantate verwendet. Diese Methoden stellen zwar die Biomechanik wieder her, führen aber nicht zum Wiederherstellen des Knochenlagers. Andere Methoden, wie z. B. Medialisierung der Pfanne oder Implantation in einem höheren Hüftzentrum, konfigurieren eine Situation, die nicht der normalen Biomechanik entspricht. Alternativ können Knochendefekte durch modulare poröse Metallaugmentationen überbrückt werden. Als Hauptziel bei der Hüfttotalendoprothesenrevisionsoperation sollte neben dem Wiederherstellen der biomechanischen Physiologie immer auch die Wiederherstellung des Knochenlagers im Vordergrund stehen, um im Falle einer weiteren Revision wieder anatomische knöcherne Verhältnisse vorzufinden, die eine neuerliche Implantation ermöglichen. Dieses Kapitel behandelt den Einsatz von Allografts aus der Knochenbank zum Erreichen dieses Ziels.

4.1.2 Voraussetzungen

Da im Falle der Revisionsoperation autologer Knochen von Seiten der Hüfte nicht zur Verfügung steht, ist hier die Verwendung von Allograftknochen (Knochen aus der Knochenbank) naheliegend [4, 5]. Es kann hier zwischen Knochenchips und unstrukturellen Transplantaten unterschieden werden. Ziel ist es, ein Knochenlager herzustellen, das eine mechanische sichere Implantation der Pfanne erlaubt. Vor allem bei fortgeschrittenen kombinierten Strukturdefekten mit Knochenvolumenverlust ist der Wiederaufbau durch Knochentransplantation unverzichtbar, und unabhängig von der Wahl des Knochentransplantats ist hervorzuheben, dass es sich bei diesen Eingriffen um technisch komplizierte Eingriffe handelt, die einen entsprechend erfahrenen und auch routinierten Operateur voraussetzen, da bei mangelnder Technik das Frühversagen der Revisionsoperation vorprogrammiert ist [6]. Im Folgenden wird auf zwei Anwendungsformen der Knochentransplantation näher eingegangen: die chipförmige Knochenplastik und die soliden strukturellen Grafts. Voraussetzung zur Hüftpfannenrevision ist eine entsprechende präoperative Klassifizierung und Planung. Anzumerken ist, dass nach Entfernung der Komponenten und des etwaigen Zements die Situation sich schlechter darstellen kann als geplant. Abhängig vom intraoperativen Befund sind die folgenden Vorgehensweisen möglich (⊡ Abb. 4.2). Beim intakten Knochenlager ohne Verlust am Pfannenring ist die Implantation einer konventionellen zementierten oder zementfreien Pfanne angezeigt. Bei erhaltener Kontinuität, d. h. wenn der Pfannenring in Ordnung ist und ein zentraler Defekt vorliegt, kann die

75 4.1 · Knochendefektaugmentation: Chips oder Bulk-Allografts?

4

⊡ Abb. 4.1. Gelockerte Polyethylenpfanne rechts, fester Schaft, Röntgen Beckenübersicht vor Pfannenwechsel

⊡ Abb. 4.2. Intraoperativer Situs der gelockerten Pfanne

Verwendung von impaktierten Knochenchips erfolgen und anschließend kann eine normale Pfanne implantiert werden, wenn der Kontakt zwischen Pfanne und autologem Knochen größer als 50% ist, ansonsten sollte eine Revisionspfanne verwendet werden (⊡ Abb. 4.3, 4.4). Wenn weniger als 50% des Azetabulumknochens in Verbindung mit einem segmentalen Defekt entweder die vordere und hintere Säule betreffen, kann der Defekt mit einem strukturellen Allograft überbrückt werden, jedoch sollte der Kontakt zwischen Pfanne und Allograft weniger als 50% ausmachen. Ist der Knochendefekt größer als 50% des Azetabulums (er betrifft dann segmental sowohl die vordere als auch die hintere Säule) kann eine Diskontinuität des Beckens vorliegen. In diesem Fall ist neben dem Knochenersatz die Implantation eines Rekonstruktionsringes erforderlich [7, 8].

76

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

4

⊡ Abb. 4.3. Nach Entfernen der Pfanne Zysten und Knochendefekte, jedoch erhaltener Pfannenring

⊡ Abb. 4.4. Gelockerte und abgeriebene Polyethylenpfanne

4.1.3 Solide strukturelle Allografts

Bei ausgeprägten knöchernen azetabulären Defekten mit und ohne Kontinuität des Beckens stellt die Revisionschirurgie der Pfanne eine große Herausforderung dar. Vor allem, wenn gleichzeitig die segmentalen Defekte mehrere Bereiche (so z. B. die vordere und hintere Säule) betreffen, ist es schwierig, die Pfannenfixation zu erreichen. Unterschiedliche Ansätze sind in der Literatur beschrieben, diese reichen von Großimplantaten, die zum Teil unter großem Aufwand individuell hergestellt werden, bis zur Sockelpfanne. Nachteil der Großimplantate ist das erhöhte Auftreten von Infektionen sowie das Nichtwiederherstellen eines Knochenlagers für eine etwaige neuerliche Revision zu einem späteren Lebenszeitpunkt. Das bloße Auffüllen der Großdefekte mit Knochenzement hat keine suffizienten Langzeitergebnisse gebracht . Wie im nächsten Absatz ausgeführt, stößt auch das Auffüllen dieser Defekte mit impaktierten

77 4.1 · Knochendefektaugmentation: Chips oder Bulk-Allografts?

4

⊡ Tab. 4.1. Klinische Resultate nach Pfannenrevision mit strukturellen Knochenallografts Autor

Jahr

Zitat

Patienten*

Follow-up [Jahre]

Überleben [95% CI]

Kawanabe

2007

[21]

17

8,7 (4,3–12)

82% (72–92)

Wedemeyer

2007

[12]

36

7 (0,5–12)

89%

Piriou

2005

[10]

103

10 (5–16)

89%

Saxler

2005

[11]

15

7,9 (1,6–11)

87%

Sporer

2005

[18]

23

10,3 (4,5–15)

74%

Lee

1997

[22]

54

10,2 (4–18,6)

70%

Shinar

2007

[23]

70

16,5 (14,1–21,4)

64%

* Anzahl der für diese Indikation nachuntersuchten Patienten. Literaturauswahl

Knochenchips an ihre Grenzen. Eine Alternative ist hier die Verwendung von strukturellen großen Allografts aus der Knochenbank [4, 5]. Für die soliden strukturellen Allografts kommen verschiedene Quellen in Frage. So kann ein Hüftkopf zur Anwendung kommen, des Weiteren ein distales Femurgraft – ein Tibiakopfgraft oder ein Azetabulumgraft [9–12]. Lokalisation, Größe und Anzahl hängt vom Operationssitus ab. Die Anwendung erfolgt meist bei defektem Typ III oder mehr nach Paprosky. Es hängt hier von den vorhandenen technischen Möglichkeiten ab. (Die Möglichkeit zur Knochentransplantation, sei es in Form von Chips oder strukturellen Grafts, sollte immer vorhanden und möglich sein, wenn man eine Pfannenrevisionsoperation durchführt, da auch unter guter präoperativer Diagnostik sich intraoperativ so manche Überraschung ergeben kann). Zu entscheiden ist ferner, ob man das strukturelle Allograft in Kombination mit einem Revisionsring einsetzt oder doch auf eine zementierte oder zementfreie Primärpfanne hinarbeiten will [13–17]. Auf alle Fälle handelt es sich hier immer um eine hochspezialisierte Technik. Ziel ist es, die verloren gegangene Tragfähigkeit am Azetabulum wieder herzustellen. Es sollte dabei der erhaltene eigene Knochen mehr als 50% ausmachen, auch wenn kombinierte Defekte vorliegen. Zu empfehlen ist die Verwendung von Fresh-frozen-Grafts, weil sich zeigte, dass hier die besten mechanischen und biologischen Eigenschaften zu erwarten sind – vorausgesetzt der Spenderknochen war von entsprechender Qualität. Wichtig ist, dass eine gute Kontaktfläche zwischen Azetabulum und Allograft hergestellt wird und dann die Fixierung mittels Schrauben, die unabdingbar sind, möglichst stabil erfolgt. Bei Positionieren des Grafts ist besonders auf die trabekuläre Ausrichtung bei der Lastaufnahme zu achten. Solide Grafts können mit mehreren Problemen behaftet sein. Das Ausbilden einer Pseudoarthrose ist seltener, jedoch kann es zu einer Resorption oder einem Kollaps des Allografts kommen. Wenn die Fixation des Allografts nicht hundertprozentig stabil ist und so geringe Bewegung der neu implantierten Pfanne zulässt, ist ein Versagen des Revisionseingriffes sozusagen vorprogrammiert. Im Gegensatz zu den Chips werden die Allografts nicht umgebaut oder gar mit dem Empfängerknochen durchbaut, es erfolgt jedoch ein Anwachsen über intramembranöse Knochenformation an der kortikalen Grenzzone [18–20]. Insgesamt ist bei Verwendung von soliden strukturellen Allografts mit primären Pfannen (zementiert oder zementfrei) eine sehr sorgfältige defektbezogene Indikation zu stellen, da die Ergebnisse sich zwar im Kurzzeitverlauf als gut herausgestellt haben, im langfristigen Verlauf relativierten (⊡ Tabelle 4.1).

78

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

4.1.4 Knochenchips

4

Die Langzeitergebnisse einer Hüftrevisionsoperation sind immer schlechter als bei der primären Implantation und mit einer höheren Revisionsrate behaftet. Beim Entfernen einer aseptisch gelockerten Hüftpfanne findet sich immer eine fibröse Pseudomembran mit einer darunter liegenden, sehr glatten Knochenoberfläche. Diese Oberfläche verhindert die Integration von Zement bei der Revision und führt deshalb zu schlechten Langzeitergebnissen mit früher Lockerung. Es ist deshalb wichtig, für die Revisionspfanne ein entsprechendes Knochenlager aufzubereiten, um die Verankerung zu verbessern [3–5]. Die Verwendung von Knochengrafts im Rahmen der Hüftpfannenimplantation hat eine relativ kurze Geschichte. Die Erstbeschreibung erfolgte bei der Protrusionskoxarthrose bei rheumatoider Arthritis 1975 – kurz darauf wurde die Knochenlagerwiederherstellung durch Allograft beschrieben [24–26]. Nach einer Tierstudie wurde die Bildung von neuen Knochen unter dem Zementmantel durch die Anlage von Knochenchips erfolgreich klinisch nachuntersucht. Es wurde die Technik weiterentwickelt und die klinische Anwendbarkeit im Verlauf dokumentiert [27–29]. Es zeigte sich, dass impaktierte Knochenchips-Allografts (spongiös oder kortikospongiös) eine effektive, weit angewandte Methode darstellen, um Knochenverlust zu ersetzen. Dabei werden die Knochenchips schichtweise in die Defekthöhle eingebracht und impaktiert, entweder mit dem Nachschläger oder durch Rückwärtsfräsen. Es soll dabei eine gute Verzahnung der Knochenchips untereinander, aber auch mit dem verbliebenen Knochenstück erreicht werden. Je nach Knochendefekt kann bei unterbrochenem Knochenlager die Verwendung von Metallnetzen angezeigt sein (vor allem bei medialen Defekten). Der verbliebene Knochen sollte vorsichtig angefräst oder angebohrt werden, um ein blutendes Knochenlager als Auflage für die Chips zu haben. Die Herstellung der Knochenchips, die aus frisch gefrorenen Hüftköpfen gewonnen werden, kann entweder mit dem Luer, mit einer Knochenmühle oder mit der Säge erfolgen (⊡ Abb. 4.5). Der bei –80 °C gelagerte Hüftkopf wird mit der Säge zerkleinert, um dann die Herstellung der Chips zu ermöglichen. Die Chipgröße sollte nicht zu klein gewählt werden, um die optimale Verzahnung zu ermöglichen (5–10 mm). Um eine stabile tragfähige Chipschicht zu erreichen, sollte diese nach guter Impaktion zumindest 5 mm dick sein. Je nach Verwendung mit einer zementfreien oder zementierten Pfanne wird wie von der Primärimplantation gewohnt, der entsprechende Durchmesser hergestellt [30–34]. Weiter stellte sich heraus, dass Knochenchips optimal vorbereitet sein müssen, um eine hohe Standzeit zu erreichen. Die Spongiosa ist ausgiebig zu waschen, um eine Befreiung von Fett- und Blutbestandteilen zu erreichen. Des Weiteren muss der Knorpel zur Gänze entfernt sein, da dieser das Durchwachsen von Knochenbälkchen verhindert [35–38]. Die Inkorporation erfolgt durch enchondrale Ossifikation entlang der osteokonduktiven Grenze der Chips, wobei es im Laufe der Zeit zu einer Zunahme der mechanischen Stabilität kommt. Das Einwachsverhalten wurde histologisch an Biopsien beobachtet und dokumentiert [39, 40]. Wichtig ist hier, intraoperativ abzuschätzen, wie der Knochendefekt gelagert und welche erhaltene Stabilität zu erwarten ist. Es sollte hier eine Kontinuität von mehr als 50% am Pfannenring gegeben sein, des Weiteren sollte die Beckenkontinuität nicht vollkommen unterbrochen sein [7]. So zeigte sich, dass bei größeren, nicht umschlossenen Defekten eine höhere Versagerrate im Langzeitverlauf zu verzeichnen ist. Nach Herstellen des Knochenlagers können sowohl zementierte als auch zementfreie Pfannen zur Anwendung kommen. Die Ergebnisse in der Literatur zeugen von langer guter Erfahrung, wobei in allen Arbeiten auf eine adäquate technisch gut ausgeführte Operation hingewiesen wird, da ansonsten eine Migration respektive Mikrobewegung mit nachfolgendem Implantat-

79 4.1 · Knochendefektaugmentation: Chips oder Bulk-Allografts?

4

versagen auftritt. Wie bereits erwähnt, eignet sich die Spongiosaplastik auch sehr gut in Kombination mit Revisionspfannen, da die Knochendefekte mit Knochenchips aufgefüllt werden können und so hinter dem Revisionsimplantat wieder ein neues Knochenlager hergestellt wird, was bei nochmaliger Revision zu enormer Verbesserung führen kann (⊡ Abb. 4.6).

⊡ Abb. 4.5. Knochenmühle zur händischen Herstellung von Knochenchips

⊡ Abb. 4.6. Intraoperatives Bild nach Auffüllen der Defekte mit Knochenchips und Einbringen einer zementierten Pfanne

80

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

⊡ Tab. 4.2. Klinische Resultate nach Pfannenrevision mit impaktierten Knochenallograftchips

4

Autor

Jahr

Zitat

Patienten*

Follow-up [Jahre]

Überleben [95% CI]

Van Haaren

2007

[35]

71

7,2 (1,6–9,7)

72% (54–81)

Comba

2006

[14]

142

4,3 (2–13)

95,8% (92–99)

Pereira

2006

[33]

21

8,1 (2,5–17)

80% (59–99)

Schreurs

2004

[29]

61

16,5 (15–20)

79% (67–91)

Schreurs

2004

[41]

31

>15

80% (67–94)

Ng

2003

[34]

47

4,8 (2,6–7,8)

81% (73–89)

* Anzahl der für diese Indikation nachuntersuchten Patienten. Literaturauswahl

In der Literatur werden über unterschiedliche Langzeitergebnisse berichtet (⊡ Tabelle 4.2). Es ist schwierig, die unterschiedlichen Arbeiten zu vergleichen, da die Knochendefektklassifikation nicht immer detailliert angegeben ist – bzw. unterschiedliche Klassifikationen schwer miteinander zu vergleichen sind. Unbestritten ist, dass große Defekte und Diskontinuitäten bei Knochenchips nur unter sehr hohem Risiko versorgt werden können und hier deshalb keine Empfehlung gegeben werden kann. Bei einer Rezentenarbeit zeigte sich ein Überleben von nur 72% nach 7,2 Jahren, wobei in dieser Arbeit jedoch ein großer Anteil an schweren Defekten zu verzeichnen war, sodass gerade in diesen Gruppen die signifikant erhöhte Revision das Gesamtergebnis verschlechterte [35]. So berichtete eine Serie von 61 konsekutiven Revisionen mit einem mittleren Follow-up von 16,5 Jahren und einer Überlebensrate von 79% bei Revision als Endpunkt [41]. Es kommen nicht alle Studien zu guten klinischen Ergebnissen. Dies hängt jedoch vor allem mit der Defektgröße zusammen, die, wie bereits berichtet, einen entscheidenden Faktor darstellt. Fazit Durch den Erfolg der primären Hüftimplantation kommt es laufend zu einer Steigerung der Implantationszahlen, einerseits durch das Älterwerden der Bevölkerung, andererseits auch durch die Ausweitung der Indikation auf neue Gruppen. Dadurch resultiert der Anstieg von notwendigen Hüftrevisionen, wobei bei jedem Revisionseingriff ein Knochenverlust zu erwarten ist. Vor allem junge aktive Patienten, die auch bis zu drei oder vier Revisionen in ihrem Leben erwarten können, müssen entsprechend versorgt werden. Aus den vielen Möglichkeiten, die zur Hüftrevision angeboten werden, ist die Wiederherstellung des Knochenlagers durch Knochenallografts ein wichtiger Bereich. Der große Vorteil liegt im Aufbereiten des Knochendefekts für den Fall einer neuerlich notwendigen späteren Revision. Es ist dabei von der Defektgröße und der Beckenkontinuität abhängig, welche Form des Allografts verwendet werden kann. Bei Defekten mit mehr als 50% Knochenverlust oder Beckendiskontinuität ist der Einsatz von strukturell solidem Allograft angezeigt, bei geringen Defekten der Einsatz von Knochenchips, die impaktiert und mit einer zementierten oder zementfreien Pfanne versorgt werden. In allen Fällen handelt es sich um eine anspruchsvolle technische Operation, die ihre Zeit braucht. Nicht außer Acht gelassen werden dürfen die erhöhten Komplikationsraten, sodass ein erfahrener Chirurg mit entsprechender technischer Ausstattung diese Operationen durchführen soll.

81 4.1 · Knochendefektaugmentation: Chips oder Bulk-Allografts?

4

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82

4

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

28. Slooff TJ, Buma P, Schreurs BW, Schimmel JW, Huiskes R, Gardeniers J (1996) Acetabular and femoral reconstruction with impacted graft and cement. Clin Orthop Relat Res 324:108–115 29. Schreurs BW, Bolder SV, Gardeniers JW, Verdonschot N, Slooff TJ, Veth RP (2004) Acetabular revision with impacted morsellised cancellous bone grafting and a cemented cup: A 15- to 20-year follow-up. J Bone Joint Surg Br 86:492–497 30. McCollum D, Nunley J (1978). Bone grafting in acetabular protrusio:a biological buttress. In: Nelson CL (ed) The hip: proceedings of the sixth open scientific meeting of the hip society. CV Mosby, St. Louis, pp 124–146 31. Mendes D, Roffmann M, Silbermann M (1984) Reconstruction of the acetabular wall with bone graft in arthroplasty of the hip. Clin Orthop Rel Res 186:29–37 32. Kligman M, Con V, Roffman M (2002) Cortical and cancellous morselized allograft in revision total hip replacement. Clin Orthop Relat Res 401:139–148 33. Pereira G, Kubiak E, Levine B, Chen F, Di Cesare P (2006) Cavitary acetabular defects treated with mortelized cancellous bone graft and cementless cups. Intern Orthop Sep 19 (epub ahead) 34. Ng TP, Chiu KW (2003) Acetabular revision without cement. J Arthroplasty 18:435–441 35. van Haaren EH, Heyligers IC, Alexander FG, Wuisman PI (2007) High rate of failure of impaction grafting in large acetabular defects. J Bone Joint Surg Br 89:296–300 36. Dohmae Y, Bechtold JE, Sherman RE, Puno RM, Gustilo RB (1988) Reduction in cement-bone interface shear strength between primary and revision arthroplasty. Clin Orthop 236:214–220 37. Deakin DE, Bannister GC (2007) Graft incorporation after acetabular and femoral impaction grafting with washed irradiated allograft and autologous marrow. J Arthroplasty 22:89–94 38. Schreurs BW, Slooff TJ, Buma P, Verdonschot N (2001) Basic science of bone impaction grafting. Instr Course Lect 50:211–220 39. van der Donk S, Buma P, Slooff TJ, Gardeniers JW, Schreurs BW (2002) Incorporation of morselized bone grafts: A study of 24 acetabular biopsy specimens. Clin Orthop Relat Res 396:131–141 40. Nelissen RG, Bauer TW, Weidenhielm LR, Legolvan DP, Mikhail WE (1995) Revision hip arthroplasty with the use of cement and impaction grafting. Histological analysis of four cases. J Bone Joint Surg Am 77:412–422 41. Schreurs B, Busch V, Welten M, Sloof T, Gardeniers J (2004) Acetabular reconstruction with impaction bonegrafting and a cemented cup in patients younger than fifty years old. J Bone Joint Surg Am 86:2385–2392

83 4.2 · Zugangswege und »Component Removal«

4.2

4

Zugangswege und »Component Removal« R. Stangl

4.2.1 Einleitung

Prinzipiell kann das Hüftgelenk über fünf verschiedene Zugangswege erreicht werden. Betrachtet man die Zugangswege topographisch von medial nach posterior, so handelt es sich hierbei um den medialen Zugang nach Ludloff, den anterioren Smith-Petersen-Zugang, den anterolateralen Watson-Jones-Zugang, den transglutealen Zugang nach Bauer und den posterolateralen Zugang nach Moore bzw. Marcy und Fletcher. Für Revisionseingriffe am Hüftgelenk werden bevorzugt der posterolaterale oder limitiert der anterolaterale Zugang in verschiedenen Modifikationen eingesetzt. Im Falle der Revisionsendoprothetik an der Hüftpfanne sind die Gründe für die Revision wiederholte Luxationen, Pfannenlockerungen oder Protrusionen, Entzündungen, Frakturen oder fortgeschrittene Abriebprobleme mit konsekutiver Zystenbildung bzw. Lockerung. Häufig sind zusätzliche Schaftprobleme mit zu adressieren, die die Zugangsplanung wesentlich mit beeinflussen. 4.2.2 Posterolateraler Zugang – Seitenlagerung1

Lagerung Der Patient wird in Seitenlagerung gelagert. Der Thorax wird proximal posterior und ventral abgestützt. Bei der Operation in Seitenlagerung ist eine gute Kontrolle der Beckenposition während bestimmter Operationsschritte zwingend notwendig. Das nicht zu operierende Bein liegt dabei in leichter Flexionsstellung und kann mit gewissen Einschränkungen intraoperativ zur Beinlängenkontrolle herangezogen werden.

Desinfektion und Abdeckung Das Bein wird vom Beckenkamm bis zum Knie desinfiziert und steril abgedeckt, so dass eine freie Bewegungsprüfung (»range of motion«) intraoperativ durchgeführt werden kann. Anschließend wird eine Operationsfolie aufgebracht. Eine perioperative Antibiotikaprophylaxe wird nach Rücksprache mit dem Operateur meist gegeben (nach Abstrichentnahme).

Zugangsanatomie Vorbestehende Narben werden so weit als möglich verwendet. Nach dem posterolateralen Hautschnitt wird das Subkutangewebe durchtrennt und die Faszie des M. tensor fasciae latae und der M. gluteus maximus dargestellt. Anschließend erfolgt die Durchtrennung der Faszie des M. tensor fasciae latae in Faserverlaufsrichtung und das stumpfe Auseinander-

1

Vom Autor bevorzugt.

84

4

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

drängen des M. gluteus maximus. Bei Revisionsoperationen wird nun der N. ischiadicus regelhaft dargestellt und insbesondere der Nervenverlauf am Os ischii und Os ilium verifiziert. Um eine ausreichende azetabuläre Exposition zu erreichen, muss der Femurschaft von allen Narben und Verwachsungen gelöst werden. Gelegentlich muss zur besseren Exposition des Azetabulums die Sehne des M. iliopsoas am Trochanter minor abgelöst werden. Anschließend erfolgt die Luxation des Hüftgelenks und je nach Ausgangssituation das Abschlagen des modularen Kopfes, das Belassen oder das Entfernen der Schaftkomponente. Im Pfannenbereich ist neben der notwendigen vollständigen Ablösung der Außenrotatoren, die Kapselresektion und gelegentlich die Mobilisation der Muskelansätze auf der Darmbeinschaufel (M. gluteaus medius und minimus) erforderlich. Zur besseren Exposition des Azetabulums ist häufig die Mobilisation der Pars reflexa des M. rectus femoris am medialen Pfannenrand notwendig. Nach diesen Weichteilmaßnahmen sollte durch Einbringen von Hohmann-Haken am medialen Pfannenrand, in der Incisura acetabuli und an der Darmbeinschaufel (evtl. auch zusätzlicher Steinmann-Nagel) der Prothesenschaft bzw. das Femur soweit nach medial verdrängt werden, dass eine orthograde Bearbeitung des Azetabulums mit guter Exposition möglich ist. Sollte eine adäquate Exposition der Pfanne und des Azetabulums (z. B. bei sehr kontrakter Ausgangssituation) nicht möglich sein, wird vom Autor eine bigastrische Trochanterosteotomie durchgeführt. Dadurch ist eine signifikant bessere Verdrängung von Trochanter major und Femur und damit eine verbesserte azetabuläre Exposition möglich. Der posterolaterale Zugang hat den großen Vorteil, dass eine Erweiterung nach proximal oder distal jederzeit möglich ist, weshalb dieser Zugang in der Revisionsendoprothetik weite Verbreitung erfahren hat. Darüber hinaus kann bei Expositionsschwierigkeiten jederzeit eine Trochanterosteotomie ergänzend durchgeführt werden. Ferner kann über den posterolateralen Zugang eine gute Übersicht bei knöchernem Pfannenaufbau erreicht werden. Zusatzmaßnahmen wie Azetabulumplattenosteosynthese oder Stützringrekonstruktionen mit Laschen können bei guter Exposition vorgenommen werden. Als Nachteil des posterolateralen Zugangs gilt eine leicht erhöhte Reluxationsrate (anterolateral: bis 2% vs. posterolateral: bis 7%), die jedoch durch Erhalt von Kapselresten bzw. Rekonstruktion der Außenrotatoren reduziert werden kann.

4.2.3 Anterolateraler Zugang – in Rücken- oder Seitenlagerung

Der anterolaterale Zugang in Rückenlagerung weist Vorteile bei beidseitigen operativen Maßnahmen auf. Die Atemmechanik wird in Rückenlagerung weniger beeinträchtigt als in Seitenlagerung. Die Pfannenposition ist vom anterolateralen Zugang aus einfacher zu beurteilen als vom posterolateralen oder lateralen Zugang aus. Der anterolaterale Zugang hat allerdings Nachteile bei adipösen und sehr muskelkräftigen Menschen. Eine Erweiterung des Zugangs bis hin zur Trochanterosteotomie ist darüber hinaus komplikationsträchtiger, Osteosynthesen am hinteren Pfannenrand und knöcherne Pfannenrandplastiken sind kaum durchzuführen. Bei Revisionsoperationen wird ein Hautschnitt von ca. 15 cm notwendig, der an der Spina iliaca anterior superior beginnt, sich bis zum Trochanter major zieht und dann parallel zum Schaft nach distal verlängert wird. Modifikationen dieser Schnittführung bis hin zu rein paralleler Schnittführung in Verlängerung des Femurs sind publiziert und auch als minimal-

85 4.2 · Zugangswege und »Component Removal«

4

invasive Techniken beschrieben. Nach Durchtrennung des M. tensor fasciae latae (Schonung des N. cutaneus femoris lateralis) ist ein sparsames Release des M. gluteus maximus am Vorderrand notwendig, anschließend wird das Intervall zwischen M. gluteus medius und minimus aufgesucht und der Prothesenhals über Hohmann-Haken exponiert. Ein erweitertes Ablösen des M. gluteus medius und des M. gluteus minimus kann notwendig sein. Kontrakte Außenrotatoren (insbesondere der M. piriformis) werden ebenfalls nach Kapselresektion mobilisiert. Nach Entfernen oder Verdrängen des Prothesenschaftes kann die Pfanne bzw. das Azetabulum exponiert werden.

4.2.4 Trochanterosteotomie

Im Rahmen der präoperativen Planung sollte die Möglichkeit einer Trochanterosteotomie, insbesondere bei ankylosierten, sehr kontrakten oder weit protrusionierten Pfannen in Erwägung gezogen werden. Im Falle einer optionalen Trochanterosteotomie ist der postero-laterale Zugang in Seitenlagerung zu wählen. Im Falle einer begleitend notwendigen Femurosteotomie zur Bergung der Schaftkomponente fließt diese Überlegung in die Trochanterosteotomieplanung mit ein. Die Refixation einer Trochanterostetomie stellt den Schwachpunkt dieser Zugangserweiterung dar. Aus diesem Grund kommt der Technik der Osteotomie wesentliche Bedeutung zu, um die notwendige muskuläre pelvitrochantäre Integrität zu sichern. Neben der bereits von Sir John Charnley für die primäre Hüftendoprothetik verwendeten Chevronosteotomie bestehen weitere Osteotomietechniken, die die Integrität von M. vastus lateralis und M. gluteus medius erhalten (bigastrische Osteotomie, anteriore Trochanterosteotomie, »trochanteric slide«, erweiterte Trochanterosteotomie).

Technik der Chevronosteotomie Kennzeichen dieser Osteotomietechnik ist die Tatsache, dass der M. vastus lateralis und M. gluteus medius separiert werden. Der Knochenblock des Trochanter major sollte dabei eine Größe von 3–5 cm aufweisen. Die Insertion des M. vastus lateralis wird durchtrennt und anschließend – bevorzugt mit der oszillierenden Säge – eine v-förmige Osteotomie (ca. 30°Winkel) durchgeführt. Anschließend kann der osteotomierte Trochanter major mit M. gluteus medius und minimus nach proximal umgeschlagen werden. Danach besteht eine exzellente Exposition der Pfanne und des Azetabulums. Die erhöhte Pseudarthroserate dieser Technik erfordert ein hohes Maß an operativem Geschick und eine ausgefeilte Refixationstechnik mit Nähten, Kirschner-Drähten oder mit Trochanterrefixationsplatten.

Technik der bigastrischen Osteotomie2 Aufgrund dieser Erwägungen wird vom Autor die bigastrische Osteotomie mit Erhalt der Verbindung von M. gluteus medius und M. vastus lateralis bevorzugt. Nach Freilegen der Außenrotatoren und Absetzen derselben (sofern noch vorhanden) wird mit der oszillierenden

2

Vom Autor bevorzugt.

86

4

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

Säge eine Knochenscheibe (ca. 0,5–1 cm) des Trochanter major tangential durchtrennt, so dass diese bigastrische Osteotomie nach anteromedial verdrängt werden kann und damit eine gute Exposition von Pfanne und Azetabulum erreicht wird. Diese Technik findet sich in der Literatur als McFarland and Osborne bzw. Debeyre und Duliveux-Technik als »trochanteric slide« wieder. Eine Modifikation dieser Technik über den anterioren Zugang unter Erhalt der Außenrotatoren wurde von English, Fulkerson und Keggi beschrieben. Der Vorteil der bigastrischen Osteotomie ist neben der Tatsache der erhaltenen Integrität zwischen M. glutues medius und M. vastus lateralis ein erhaltener Anpressdruck an der Osteotomie, eine einfachere Refixation und der bessere Erhalt der Abduktionskraft. Die Refixation dieser bigastrischen Osteotomie gestaltet sich unter Verwendung von Nahtmaterial bzw. Zuggurtungsosteosynthesen relativ einfach. Sollte die Exposition des Azetabulums bzw. der Pfanne nach bigastrischer Osteotomie nicht genügen, kann diese jederzeit in eine konventionelle Osteotomie umgewandelt werden.

Technik der erweiterten Osteotomie Die erweiterte Osteotomie mit Verlängerung der Osteotomie in den Schaft wird letztlich bei begleitenden Maßnahmen am Prothesenschaft notwendig. Nach Mobilisation des M. vastus lateralis und proximaler Osteotomie des Trochanter majors wird die Osteotomie über Bohrungen mit einem 2,5- oder 3,2-Bohrer in den Schaft bis zur Prothesenschaftspitze verlängert. Detaillierte Berichte der erweiterten Osteotomie am Femurschaft finden sich in der Literatur.

4.2.5 Komponentenentfernung

Gelockerte Prothesenkomponenten oder Luxationen sind eine häufige Indikation für Revisionsoperationen. Im Falle des Azetabulums bzw. der Hüftpfanne besteht somit die Notwendigkeit des Pfannenwechsels bei Lockerungen der Pfanne. Bei rezidivierenden Luxationen besteht die Möglichkeit auf größere Köpfe und/oder gekröpfte Konus auszuweichen. Dies erfordert mitunter ein hohes Maß an Modularität der verwendeten Implantate. Ist diese nicht gegeben oder liegt die Pfannenposition außerhalb der empfohlenen Winkelgeometrien, so müssen auch feste Pfannen entfernt werden. Hierbei ist es das oberste Ziel, möglichst wenig Knochenstock bei der Pfannenentfernung zu opfern. Wir bevorzugen bei Revisionsoperationen den posterolateralen Zugang (wie oben beschrieben). Nach Exposition der Prothese kann bei modularen Prothesen der Kopf unter Konusschonung abgeschlagen werden. Nach Aufstecken eines Konusschutzes wird die Pfanne exponiert. Bei nichtmodularen Prothesenköpfen wird die gesamte feste Prothese nach anterior verdrängt.

Entfernung zementierter Pfannen Zementierte Pfannen werden mit dem Meißel oder der osszilierenden Säge halbiert oder geviertelt. Anschließend kann mit einem geraden oder einem Hohlmeißel die PE-Pfanne in Teilen entfernt werden. Zementreste werden dann mit dem Meißel und dem Luer entfernt. Bei Protrusionen, insbesondere zentralen Protrusionen ist ein besonders weichteilschonen-

87 4.2 · Zugangswege und »Component Removal«

4

des Präparieren in der Tiefe des Beckenboden aufgrund der Nähe zu den iliakalen Gefäßen gegeben.

Entfernung zementfreier Pfannen Der PE-Anteil zementfreier Pfannen lässt sich meist über ein zentrales Bohrloch (z. B. 3,2Bohrer) und das anschließende Eindrehen eines Gewindeschneiders aus der Metallpfanne heben und entfernen. Die Bergung der zementfreien Pfanne ist bei gelockertem Verhältnis zwanglos mit einer Fasszange möglich. Sollte dies in der angegebenen Weise nicht möglich sein, empfiehlt sich ein identisches Vorgehen wie bei den zementierten Pfannen. Eventuell in den Beckenboden eingebrachte Schrauben werden zuvor mit dem Schraubendreher entfernt. Bei partiell festen Pfannen sollte der Pfannenrand mit einem gebogenen Meißel vom Knochen gelöst werden. Spezielle Pfannenexplantiersysteme werden von einzelnen Herstellern angeboten. Diese zeichnen sich durch den entsprechend der Pfannendimension kalkulierten Meißelblättern aus. Anschließend ist es sehr hilfreich, wenn über das zentrale Gewindeloch das Setzinstrument eingeschraubt werden kann. Über den verlängerten Hebel kann dann im Wechsel von Kippbewegungen und Meißeleinsatz eine knochenschonende Bergung der Pfannenkomponente vorgenommen werden. Die Bergung von Abstützschalen mit Laschen erfordert die Exposition der Laschen am Os ilium und die Schraubenentfernung. Die Bergung der Stützschale erfolgt dann ebenfalls durch Ummeißelung der Stützschale.

88

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

4.3

Metallische Augmentate (»Trabecular metal«) C. Perka, R. Lehnigk, S. Tohtz

4.3.1 Einleitung

4

Hüftpfannenrevisionseingriffe werden häufig durch massive Knochenverluste und eine schlechte Knochenqualität erschwert. Gründe für den Verlust der azetabulären Knochensubstanz sind wiederholte Gelenkeingriffe, abriebinduzierte Osteolysen, Implantatmigrationen sowie der altersspezifisch veränderte Knochenstoffwechsel [20, 33]. Unterschiedliche Techniken, Implantate und Materialien stehen heute für die Rekonstruktion knöcherner Substanzdefekte in der Revisionsendoprothetik zur Verfügung. Während bei niedriggradigen Defekten (kavitäre oder »contained« Defekte) Rekonstruktionstechniken, vergleichbar mit denen in der Primärendoprothetik, Anwendung finden können (Defektfüllung mit autologem oder allogenem Knochen und Verwendung eines Primärimplantats), wird bei höhergradigen Substanzdefekten das adäquate Vorgehen kontrovers diskutiert. Ziele der Revisionsendoprothetik am Azetabulum sind die stabile Verankerung des Implantats mit adäquatem Kontakt zum autochthonen Knochen sowie die Rekonstruktion des Rotationszentrums (und somit der Hüftbiomechanik) [15]. Für die Rekonstruktion großer azetabulärer Defekte stehen unterschiedliche Optionen zur Verfügung. In der Literatur werden bipolare Pfannen, ovaläre oder andere langgestreckte Implantate, zementierte Pfannen unter Verwendung des »impaction bone grafting«, die Kombination mit strukturierten Allografts, die Verwendung von Stützringen, die Sockelpfanne sowie »Custom-made«-Implantate genannt [11, 17, 19]. Bei allen Implantaten ist eine hohe Primärstabilität Voraussetzung für die sekundäre Osteointegration. Schrauben und andere Oberflächenvergrößerungen (Spikes, Beschichtungen u. a.) erhöhen die initiale Stabilität, können aber durch »Fretting« und Abriebinduktion zu neuen knöchernen Defekten führen und erschweren so die Situation bei einer erneuten Revision [7, 21, 25]. Ziel muss es sein, jede knöcherne Defektsituation zu verkleinern, d. h. »uncontained«Defekte in »contained«-Defekte zu überführen. Dafür standen in der Vergangenheit nur begrenzt autologer Knochen, allogene Spongiosachips oder strukturierte Allografts zur Verfügung. Für große Knochendefekte wurden in der Regel Allografts verwendet, welche jedoch nur teilweise durch den Wirtsknochen ersetzt werden. Die Revaskularisierung erreicht nur ein Ausmaß von etwa 2 mm [13], sodass große strukturierte Allografts nach einer Zeit von etwa 6–8 Jahren zunehmend versagen [12, 14, 16]. Auch bei Verwendung eines Burch-SchneiderRings, der über viele Jahre als Implantat der Wahl zur Rekonstruktion großer Knochendefekte empfohlen wurde [9], kommt es bei den höhergradigen Defekten nach 6–8 Jahren in mehr als 30% der Fälle zum Versagen des Implantats [22, 23, 31]. Die Eigenschaften der konventionellen zementfreien Implantatmaterialien sind durch eine geringe Porosität, ein hohes Elastizitätsmodul und einen niedrigen Reibungskoeffizienten gekennzeichnet. Der Anteil der porösen Oberfläche, der für die knöcherne Integration zur Verfügung steht, liegt bei herkömmlichen Implantaten im Durchschnitt zwischen 25% und 35% [6, 24, 30]. Die Entwicklung neuer Implantatmaterialien erscheint daher zur Verbesserung der klinischen Ergebnisse unabdingbar.

89 4.3 · Metallische Augmentate (»Trabecular metal«)

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4.3.2 Trabecular Metal Technology (TMT)

Tantal ist das biokompatibelste, korrosionsbeständigste und biologisch passivste aller Metalle. Aufgrund der immunologischen Neutralität und der Biokompatibilität des Tantal, welche die von Titan übertreffen, wird es bei medizinischen Implantaten und Instrumenten seit den 1940iger Jahren eingesetzt; Einsatzbereiche sind Schrittmacherelektroden, Drähte, Leitungsfolien, Osteosynthesematerialien im Gesichtsschädel, Ligaturclips und Gefäßstents [4, 5, 10, 18]. Seit den 1990iger Jahren wird es in der Hüftendoprothetik verwendet. Das »Trabecular Metal« ist ein poröser trabekulärer Metallschaum (ein mit Tantalum bedampftes Kohlefasergerüst), welches kommerziell für die hüftendoprothetische Rekonstruktion unter dem Handelsnamen Trabecular Metal Technology (TMT-TM Zimmer Warsaw, Indiana, USA) erhältlich ist. Das Trabecular Metal besteht zu 98% aus Tantal und zu 2% aus Karbon, in Form von Zwölfecken (Dodekaeder), die in einer dreidimensionalen Gitterstruktur angeordnet sind [18]. Neben den Materialeigenschaften besteht die Besonderheit darin, dass es als eine Art Baukastensystem (neben der Pfanne existieren Augmentate, Abstützplatten, Scheiben und anderes) zur Verfügung steht. Dadurch können die Limitierungen bisheriger zementfreier Implantate durch die Möglichkeit der intraoperativen Modularität überwunden werden [18]. Das Trabecular Metal ist zudem keine Beschichtung wie bei herkömmlichen Materialkombinationen anderer Prothesen, sondern das Material der gesamten Pfannenkomponente. Somit ist das Risiko des Ablösens der osteointegrativen Schicht bei diesem Implantat nicht gegeben. Dieses Material besitzt mehrere Vorteile. Das Trabecular Metal ist dem Knochen nicht nur von der mikroskopischen Struktur und dem Aussehen her sehr ähnlich (⊡ Abb. 4.7), sondern auch in seinen mechanischen Eigenschaften. Mit 3 GPa liegt die Elastizität des Trabecular Metals zwischen der von spongiösem und kortikalem Knochen, was eine natürlichere Krafteinleitung und Belastung an der Implantatknochengrenze ermöglicht [5]. Die Steifigkeit traditioneller zementfreier Implantate ist um das 25- bis 100fache höher als die des Knochens.

⊡ Abb. 4.7. Knochen (links) und Trabecular Metal im Vergleich

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

Eine durchschnittliche Porengröße von 550 µm bietet optimale Bedingungen für die Vaskularisierung. Ein weiterer Vorteil des Materials ist die hohe Volumenporosität, es besteht zu 80% aus Hohlraum, durchschnittlich also das 2- bis 3fache im Verhältnis zu anderen Materialien, und ermöglicht so dem Knochen- und Bindegewebe ein vollständigeres Einwachsen. Poröse Tantalumstrukturen, die bei orthopädischen Implantaten verwendet werden, besitzen eine Volumenporosität zwischen 75 und 85%, verglichen mit 30–35% für die gesinterten Chrom-/Kobaltkugeln bzw. 40–50% für die Titanfasermetallnetzbeschichtung. Wegen seiner Porosität ist Trabecular Metal sehr leicht, bietet aber trotzdem eine hohe Druckfestigkeit, die mit 50–80 MPa ebenfalls zwischen der von kortikalem und spongiösem Knochen liegt. Somit ergibt sich ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis. Dadurch und durch das niedrige Elastizitätsmodul wird gleichzeitig die Möglichkeit des »stress-shielding« reduziert. Ein wesentlicher Vorteil ist darüber hinaus der extrem hohe Reibungskoeffizient von 0,88, der das »press-fit« deutlich verbessert. Dies ist Voraussetzung für eine primäre stabile Fixierung und sekundär sichere Osteointegration des Implantats auch bei defizitären Knochenverhältnissen [4, 5, 8, 18]. Im Tierversuch zeigt sich in die poröse Struktur eingewachsener Knochen von 42% nach 4 Wochen, 63% nach 16 Wochen und 80% nach einem Jahr. Der untersuchte Kraft-ReibSchluss war doppelt so hoch wie bei anderen porösen Oberflächen. Die histologische und elektronenmikroskopische Untersuchung zeigte eine knöcherne Einwachstiefe zwischen 0,2 und 2 mm [1–3]. Für den klinischen Gebrauch in der Hüftendoprothetik stehen unterschiedliche Komponenten zur Verfügung. Das erste Implantat für die Hüftendoprothetik war eine nichtmodulare Press-fit-Monoblock-Pfanne. Durch ein Formpressverfahren (»compression molding«) wird Polyethylen unter hohem Druck und sterilen Bedingungen direkt in die Trabecular-MetalSchale eingebracht. Die Penetrationstiefe hierbei betrug 1,5–2 mm. Ein Vorteil ist die Eliminierung von Relativbewegungen zwischen Pfanne und Inlay und damit die Vermeidung von Polyethylenabrieb im Bereich der äußeren Inlayfläche. Ein Nachteil des Systems ist die fehlende visuelle Kontrolle der Eindringtiefe der Pfanne nach der Positionierung im Azetabulum, die nichtvorhandene Modularität des Inlays sowie die fehlende zusätzliche Fixierungsmöglichkeit durch Schrauben. Insbesondere in der Rekonstruktionssituation ist nicht immer eine initiale ausreichende Stabilität zu erreichen. Die Einsatzfähigkeit des Implantats war somit limitiert. Aus diesem Grunde wurde Anfang 2000 ein entsprechendes modulares Pfannensystem entwickelt. Nunmehr stehen Pfannen sowohl ohne Löcher, mit Clusterlöchern im Bereich des Domes sowie Pfannen mit multiplen Schraubenfixationsmöglichkeiten zur Verfügung. Die Verwendung von Inlays bis zu Durchmessern von 36 mm ist möglich. Ergänzt wurde die Pfannenkomponente nachfolgend zu einem komplexen Revisionssystem. Es erfolgte zunächst die Entwicklung von Wedges aus Tantal, die zur Rekonstruktion segmentaler Knochendefekte eingesetzt werden. Zur Stabilisierung großer dorsaler und kranialer Defekte können »buttress augments« (Strebe- oder Stützpfeiler) in Verbindung mit »shim augments« (Distanzscheiben oder -keilen) verwendet werden. Umschriebene Knochendefekte können mit »bone void fillers« (Knochenersatz aus »Trabecular Metal«) unterschiedlicher Größen gedeckt werden. Mit diesem modularen Pfannenrekonstruktionssystem können die knöchernen Defekte situationsabhängig augmentiert und die Press-fit-Pfanne danach stabil implantiert werden. Eine sekundäre Instabilität durch Kollaps des Rekonstruktionsmaterials wie bei allogenen Implantaten ist nicht möglich (⊡ Abb. 4.8, 4.9).

91 4.3 · Metallische Augmentate (»Trabecular metal«)

4

⊡ Abb. 4.8. Prinzip der Positionierung von Augmentat und Pfanne an einem Kunststoffbecken

a

b

⊡ Abb. 4.9a,b. a Lockerung eines Burch-Schneider-Rings des rechten Hüftgelenks nach zweimaliger Revision bei einer 65-jährigen Patientin. b Die Revision rechts erfolgte mit dem modularen TMT-System mit Rekonstruktion des kranialen Defektes durch ein Wedge und die elliptische TMT-Pfanne unter nahezu vollständiger Wiederherstellung des Rotationszentrums

92

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

Operationstechnik

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Der operative Zugang wird wie üblich in der Revisionsendoprothetik nach den typischen Kriterien (zu wechselnde Implantate, vorheriger Zugang, Entfernung von Osteosynthesematerial, Defektgröße, Defektposition usw.) gewählt. Die Wahl eines spezifischen operativen Zugangs ist nicht nötig. Primär ist nach der Entfernung der gelockerten Komponente das gesamte im Pfannenbereich befindliche Granulationsgewebe zu entfernen. Wichtig sind die Darstellung der knöchernen Reststruktur und die komplette Erfassung der vorhandenen knöchernen Defekte. Anschließend wird in einem ersten Schritt durch die Verwendung der zur Verfügung stehenden unterschiedlichen Probewedges oder -augmentate der Knochendefekt rekonstruiert, und zwar so weit, dass im Prinzip aus einem »Uncontained«-Defekt ein »Contained«-Defekt gemacht werden sollte, welcher im Idealfall der Dimension des primären Azetabulums entspricht. In dieses neu geschaffene Pfannenlager kann die Probepfanne positioniert werden. Zur Rekonstruktion der Pfannendefekte werden zusätzlich allogene Spongiosachips verwendet. Diese werden vor der Implantation mehrmals mit der Jet-Lavage gereinigt und komplett entfettet. Kavitäre Defekte werden nun verfüllt und die Spongiosachips impaktiert. Entsprechend der Probeimplantation werden nun die unterschiedlichen zur Verfügung stehenden originären Augmentate und/oder Abstützplatten (Buttress plates) (⊡ Abb. 4.10) zunächst durch Schrauben unvollständig fixiert, da deren endgültige Lage durch das Einschlagen der Pfannenkomponente im Regelfall etwas verändert wird. Bei primärer stabiler Fixation wäre hier ansonsten eine Lockerung der zuvor eingebrachten Schrauben zu kalkulieren. Nach Rekonstruktion der segmentalen Defekte mit den entsprechenden Wedges werden auch die Hohlräume zwischen dem Augmentat und dem Knochen bzw. im Augmentat mit allogenen Spongiosachips aufgefüllt. Es hat sich bewährt, eine Verdichtung der Spongiosa entweder durch spezifische Impaktoren, bzw. mit der rückwärtsdrehenden Fräse zu erreichen. Schließlich erfolgt das Einschlagen der sphärischen Pfanne bzw. bei ausgedehnten Defekten das Einbringen der ebenfalls verfügbaren speziellen Stützringkomponente. Hervorzuheben ist dabei, dass an den Grenzflächen zwischen den modularen Komponenten und der Pfanne (also

a

b

⊡ Abb. 4.10. Technik der Verwendung eines Buttress-Implantats für die Defektrekonstruktion

93 4.3 · Metallische Augmentate (»Trabecular metal«)

4

an allen Metall-Metall-Grenzflächen) grundsätzlich Palacos einzubringen ist, um hier Abrieb durch Mikrobewegungen zu vermeiden. Wenn erforderlich kann eine zusätzliche Sicherung der Pfanne durch Schrauben erfolgen, deren Positionierung und Anzahl durch die Löcher vorgegeben ist. Nach der ersten, durch die Pfanne positionierten Schraube werden die Schrauben der Wedges nachgezogen und das Wedge dann mit einer weiteren Schraube endgültig fixiert. Nach eventuell notwendiger Fixation der Pfanne mit weiteren Schrauben kann das modulare Inlay in üblicher Weise eingebracht werden.

Erste klinische und radiologische Ergebnisse Durch die Neuartigkeit des Implantats stehen erst wenige Frühergebnisse nach der Anwendung des Trabecular-Metal-Pfannenrevisionssystems bei unterschiedlichen Indikationen zur Verfügung. Über erste Erfahrungen wurden bei hochgradigen azetabulären Defektsituationen Paprosky IIIa und IIIb ohne oder mit Beckendiskontinuitäten berichtet, bei durchschnittlichen Nachuntersuchungszeiten zwischen 2,6 und 3,1 Jahren. Die klinische Bewertung zeigt eine deutliche Verbesserung der Scores nach Merle d’Aubigne und nach Harris sowie die radiologische Einschätzung der stabilen knöchernen Integration der Implantatkomponenten in das Azetabulum [27–29, 32]. Rose et. al. berichten über die Anwendung des Pfannensystems bei Patienten nach therapeutischer Radiatio des Beckens bei unterschiedlichen Primärtumoren. Bei einem mittleren Follow-up von 31 Monaten zeigten sich Verbesserungen im Harris Hip Score von 46 auf 88 Punkte sowie keine Lockerung oder Migration des Pfannenimplantats [26]. Unsere ersten vorliegenden klinischen Ergebnisse unter Verwendung des modularen Systems umfassen die 1-Jahres-Ergebnisse von 16 Patienten. Davon waren 12 Frauen und 4 Männer. Es wurden ausschließlich in der initialen Phase Defektsituationen Typ IIIa und IIIb nach Paprosky für die Verwendung des modularen Systems eingeschlossen. Die klinische Untersuchung nach dem Score von Merle d’Aubigne zeigte eine Verbesserung von präoperativ 6 auf 13 Punkte postoperativ. Keine Pfanne musste revidiert werden. Radiologisch zeigten sich bei diesen Patienten weder Migrationen der Komponenten, Schraubenbrüche noch »radiolucent lines«. Das große Potenzial der Materialeigenschaften des TMT kann in unseren Revisionseingriffen auch bei den klinischen Ergebnissen im kurzfristigen Verlauf nachvollzogen werden. Zur Beurteilung der endgültigen Einsatzmöglichkeiten des Pfannensystems sind selbstverständlich langfristige Nachuntersuchungen abzuwarten.

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94

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

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95 4.4 · Revision of the Acetabular Component

4.4

4

Revision of the Acetabular Component Using Impaction Bone Grafting J.W.M. Gardeniers, B.W. Schreurs, N. Verdonschot

4.4.1 Introduction

In this chapter we present an excellent biological method that uses impaction bone grafting with the use of a cemented prosthesis [1]. The indications for acetabular reconstruction and the surgical technique are described. Finally, some long-term clinical and radiographic results are presented and discussed [2,3,4,5].

4.4.2 Indications

The predominant reason for failure of total hip arthroplasties, cemented and cementless, is aseptic loosening, a slow but progressive process. In most cases it leads to bone stock loss. Revision of well-fixed prostheses due to pain, recurrent luxation and infections often also leads to bone stock loss. Reasons for this are the surgical procedure necessary to remove the implant or the disease itself, which destructs the bone. In primary cases bone stock loss is often seen in rheumatoid arthritis, congenital hip dysplasia, traumatic lesions of pelvis and femur and protrusio acetabuli [1, 3, 5]. Any acetabular bone loss should be properly addressed before a new implant can be anatomically placed, fixed and stabilized. The main indication for revision arthroplasty is the progressive loss of periprosthetic bone in cemented and uncemented implants. Most operated patients suffered from pain and physical disability but are in most cases otherwise healthy. In the loosening process of implants radiographic signs of bone stock loss often precede the clinical symptoms of failure. A regular follow-up is included in our standard postoperative protocol after primary total hip arthroplasty to prevent the development of extensive loss of bone and in consequence of this a more early intervention is nowadays more rule than exception. When planning revision arthroplasty, attention must be focused on the reason of the loosening and establishing the true cause of failure. Laboratory tests and good quality plain radiographs in three views should follow a thorough physical examination: anteroposterior, axial, and abduction-external. These radiographs can be used to evaluate the severity of anatomic distortion, the location and the extent of bone lysis, the distribution of cement, and any acetabular or femoral deficiencies (⊡ Fig. 4.11). Sequential radiographs can be used to monitor changes in the position of the component, the quality of the cement mantle, and the bone stock over the course of time. In cases of massive bone loss or pelvic discontinuity a CT scan and 3-D reconstruction can be very helpful. If septic loosening is suspected, pre-revision management must include nuclear arthrography combined with an intra-articular needle biopsy and gamma-immunoglobulin scintigraphy to exclude infection.

96

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

4

⊡ Fig. 4.11. Example of a preoperative radiograph showing large defects in the acetabulum and femur on the left. On the right the preoperative planning, a drawing depicting clearly the medial wall and rim defects, as well as the femoral shaft defects

4.4.3 Surgical Technique

The posterolateral approach is used in all our cases. This enables extensive exposure of all landmarks of the acetabulum and the proximal femur. A trochanteric osteotomy is seldom indicated. An extended trochanteric osteotomy, or a so-called Wagner procedure, is often needed to remove a well or partially fixed cementless implant and this adds to the intra-operative morbidity and extra loss of bone mass and structural integrity. Subsequently, the reconstruction becomes more extensive and difficult. Identifying the major landmarks is helpful for orientation purposes because in most cases the anatomy is disturbed by metal implants and debris, scar tissue, hypertrophy of the transverse ligament, calcifications and malformation of the acetabular or femoral walls. The important landmarks to be able to reconstruct at the anatomical position are the tip of the greater trochanter, the tendinous part of the gluteus maximus, the lower border of the gluteus medius and minimus, the transverse ligament and the sciatic nerve. Aspiration of the hip is always performed at this stage to obtain fluid for Gram staining and frozen sectioning of the interface tissue to exclude infection is done. The proximal part of the femur is exposed and mobilized enough before the hip is dislocated. If tough scar tissue is not released the luxation manœuver can cause fissures and fractures of the femur. A circumferential exposure of the entire acetabulum is achieved by removing all scar tissue anterior, superior and

97 4.4 · Revision of the Acetabular Component

4

⊡ Fig. 4.12. A circumferential exposure of the entire acetabulum is achieved by removing all scar tissue anterior, superior and posterior at the acetabular rim, a circumferential capsulotomy and even capsulectomy. The medial wall defect and acetabular rim defects are clearly shown in this perioperative picture

a

b

c

⊡ Fig. 4.13a–c. A diagram shows the reconstruction. a A combined deficiency, b reconstruction of the medial wall and rim defects using wire mesh. c the created cavitary defect is filled with impacted bone graft

posterior at the acetabular rim, a circumferential capsulotomy or and even capsulectomy, and if necessary the release of the tendinous part of the iliopsoas attachment. After removing all the components and the cement, the fibrous interface is removed completely from the irregular acetabular wall using sharp spoons and curettes. Special care is taken to locate and trim the transverse ligament at the inferior part of the acetabulum (⊡ Fig. 4.12). The acetabular walls are reconstructed from this level upwards. At least three specimens are taken from the fibrous membrane of the interface for frozen sections and bacterial cultures. After taking these samples, systemic antibiotic therapy is started. The acetabular floor and walls are examined meticulously for any segmental defects. Often these defects can only be detected by manual examination of the walls. The defects are reconstructed using wire meshes to be able to contain the bone grafts (⊡ Fig. 4.13). Using scissors and pliers, a flexible stainless steel wire mesh is trimmed and adapted to fit the acetabular rim defects. The wire mesh is fixed to the remaining acetabular wall with at least three small fragment screws to ensure rigid fixation. If needed more screws

98

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

4 ⊡ Fig. 4.14. Perioperative picture of the applied medial wall wire mesh. Because in this case the wire mesh covers a big defect it was fixed to the interior acetabular wall using small self tapping and selfdrilling screws

⊡ Fig. 4.15. The rim defect is closed with a large rim mesh and in this case also reinforced with a small pelvic plate. The wire mesh was 5×7 cm large and needed extra support. The pelvic plate is fixed at the ischium posteriorly and iliac wall anteriorly

can be added and one screw per 1.5 cm length of the wire mesh is a good rule-of-thumb. Large wire meshes can be reinforced using a small pelvic plate fixed at the ischium and iliac wing crossing over the wire mesh but only in very extensive defects. Any medial wall defects is also closed in a similar manner with a metal mesh. When the mesh is small no fixation is needed, but in larger medial wall defects small fragment screws are needed to fix the mesh (⊡ Fig. 4.14 and 4.15). In pelvic discontinuity a fracture of the medial acetabular wall exists. This fracture has to be fixed and stabilized before any attempt is made to close the defects. Wire meshes alone are not strong enough for stabilization in cases with pelvic discontinuity. This stabilization and fixation has to be done by means of internal fixation. Pelvic plates and small fragment screws can be placed inside the acetabulum or outside the acetabulum on the anterior or posterior columns. The inside technique can be done through the same incision, but fixation of the

99 4.4 · Revision of the Acetabular Component

4

⊡ Fig. 4.16. The perioperative picture shows an acetabular shaped impactor impacting the layers of bone in the new reconstructed acetabulum

anterior or posterior columns often needs an additional exposure, e.g. ilioinguinal exposure. After the discontinuity is fixed and stabilized reconstruction of the defect with a wire mesh can be performed. After closing of the defects in the rim and medial wall the acetabulum is contained and transformed into a cavitary defect. If a sclerotic acetabular wall exists small holes must be drilled into the sclerotic host bone to enhance surface contact and promote vascular invasion into the graft. Deep-fresh-frozen femoral heads from the bone bank are first cleaned. All fibrous tissues, cartilage and sclerotic subchondral bone is removed. An option is to use a specially designed »Head Reamer« (A One Medical, Oss, The Netherlands). The remaining bone is divided into four equal parts. Substantial chips of at least 8×8×8 mm are cut by hand using a rongeur or in a specially designed Noviomagus Bone Mill (A One Medical, Oss, The Netherlands). After cleaning the acetabulum, any small cavity is packed tightly with chips and subsequently impacted using the small round, half moon and large round impactors. Next, the entire socket is filled, layer-by-layer with cancellous chips. Acetabular shaped impactors hammer the chips in situ, starting with the smallest-possible-size impactor and ending with the largest-size-impactor suitable for a new acetabular wall of at least 5 mm thick (⊡ Fig. 4.16). Of course, it has to be taken into consideration that the wall of the polyethylene cup is also of an appropriate thickness. Consequently, the whole acetabular hemisphere is covered with an impacted and stable layer of allograft chips. It is evident after impaction that this layer is not of uniform thickness. The thickness depends on the variety of depth of the acetabular defect. After impaction, the preexisting enlarged acetabular diameter has been reduced to a normal size. While the antibiotic-loaded cement is being prepared, pressure on the graft is maintained using the last impactor. After inserting and pressurizing the cement, the cup is placed and held in position with the pusher until the cement has polymerized (⊡ Abb. 4.17 and 4.18). The advantage of impaction bone grafting is clearly that within certain limits the surgeon decides during surgery the size and shape of the new acetabulum and subsequently the size and position of the new implant. In this aspect, care is taken to reconstruct the anatomy of the hip in such a way that the cup is placed at the level of the transverse ligament, the anatomical center of rotation that guarantees the best biomechanical performance of the joint.

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

4 ⊡ Fig. 4.17. The acetabular walls have been reconstructed with a layer of impacted graft of at least 5 mm thick. The new polyethylene Contemporary Flanged cup is cemented in place

⊡ Fig. 4.18. At the end of the surgery, after the exeter stem is cemented in the femur, the hip is reduced and shows a normal anatomical position of cup and stem

Postoperative management includes anticoagulation therapy for 6 weeks and systemic antibiotics for 24 hours. Indomethacin is administered for 7 days to prevent the development of heterotopic ossification. Mobilization of the patient is in general the same as in a primary total hip replacement, the second day out of bed and walking with two crutches and only touch weight bearing for the first 6 weeks. In the second period of 6 weeks 50% weight bearing is allowed. Full weight bearing is generally allowed after 3 months. If the defect is large, extremely large rim defects or extensive medial wall defects, 6 weeks of only touch-weight bearing is allowed. In cases of pelvic discontinuity the protocol is individualized according to the different circumstances of the revision arthroplasty. A period of 2 to maximum of 6 weeks bed rest is sometimes required after extensive and major acetabular reconstructions.

101 4.4 · Revision of the Acetabular Component

4

4.4.4 Complications and Pitfalls

It is attractive to use commercially available bone mills to produce the chips needed for the reconstruction, but there are possible pitfalls. First, if using a mill and producing chips from fresh frozen femoral heads, the head should be cleaned from all soft tissue and cartilage. If cartilage particles remain and hence are milled and included in the morsellized bone, this will hamper the mechanical behaviour of the reconstruction. Besides, in human biopsy specimen, it has been shown that these particles will never incorporate and will remain as pieces of cartilage within the reconstructed bone [6]. Secondly, it must be realized that most commercial bone mills produce small bone chips particles with sizes between 2–5 mm. For the femoral impaction bone grafting these sizes can be used, as the dimensions of the grafts size are preferable 4×4×4 mm. The limitation for graft size is the diameter of the femoral canal. On the acetabular side, however, it is essential to use bone chips with a diameter of 8–10 mm. Smaller chips will result in acetabular reconstructions with less initial stability [7]. Our long-term results have all been created using the large chips of fresh frozen allograft of 8–10 mm. These large grafts are more easy to use, easier to impact and create a greater interlock between the graft particles. Biomechanical experiments in our Orthopaedic Research Laboratory have shown that larger chips are two times more stable than smaller chips of 4×4×4 mm size. The execution of the surgical technique of bone impaction is also important. All our experience is based on the use of an impaction technique with specially designed impactors and the use of a solid hammer, appropriate wire meshes and solid screw fixation. Impaction bone grafting using compression on an acetabular reamer rotating in the reverse direction to shape the graft will result in strongly reduced cup stability. It has been shown in an experimental setting that the initial cup migration is 2 to 3 higher when this reversed reaming technique is used, especially when reversed reaming is combined with the so called slurry grafts (1–3 mm).

4.4.5 Results

All patients are seen in the outpatient department at 6 weeks, 3 months, 6 months, and 1 year, and then on a yearly basis after the operation at our Clinical Scoring Station. The Harris Hip Score (HHS) is recorded preoperatively and postoperatively by interview and examination. All pre- and postoperative radiographs are examined and graded on a consensus basis. Acetabular defects are classified as segmental, cavitary or combined according to the AAOS classification scheme [8]. Radiographic evaluation is used to examine the process of consolidation, to measure migration of the cup and to monitor graft incorporation, and finally to record a possible occurrence of radiolucencies. Consolidation is defined as the presence of clearly delineated trabecular bone crossing the graft–host junction. Graft incorporation is assessed according to the criteria of Conn et al. [9], and a graft is considered to be incorporated when an identical radio density of the graft and host bone with a continuous trabecular pattern exists. Migration of the cup is established on the serial radiographs. The metal identification wire around the cup determines the position of the socket and the cup is measured relative to Köhler’s line and the teardrop line. Old-fashioned plain radiographs are digitized (TEA Image Manager System, DIFA Measuring Systems Ltd., Breda, The Netherlands) with a computer program that is developed for this purpose, but nowadays all radiographs are digital.

102

4

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

Radiolucency at the graft–cement interface is always assessed according to the criteria of DeLee and Charnley [10]. Cups with continuous progressive radiolucent lines of thicker than 2 mm in all three segments are considered to be loose. The outcome of primary and revision total hip arthroplasty in young patients with acetabular bone stock loss is in the general literature unfavourable. We studied the outcome of our technique in young patients with acetabular bone stock loss [2]. Forty-two consecutive acetabular reconstructions were performed in 37 patients who were younger than fifty (average 37.2 years). This technique was used in 23 primary total hips and 19 acetabular revisions. Thirty-two patients (37 hips) were available for review at a minimal follow-up of 15 years; the average follow-up was 17.5 years. Clinical and radiographic results were assessed and survivorship analysis was performed with the Kaplan-Meier method. Eight hips (4 primary and 4 revision arthroplasties) underwent revision after a mean follow-up of 12 years (range3–21 years). Revision for aseptic loosening of the acetabular component was done in 4 hips and for culture proven septic loosening in 2 hips. Two additional cups (both in revision arthroplasties) were revised during a femoral stem revision because of wear and because of persistent intraoperative instability. There were 25 patients (28 hips) who retained their acetabular component for a minimum of 15 years; they had a mean Harris hip score of 89. Pain in the hip region was absent or mild in 26 of the 28 hips. With an endpoint of acetabular revision for any reason the survival rate was 80% (95% Confidence Interval: 67–94%) at a follow-up of 20 years. Using revision of the acetabular component for aseptic loosening as an endpoint, the survival rate was 91% (95% Confidence Interval 80–100%). We concluded that acetabular reconstruction using bone impaction grafting and a cemented polyethylene cup is a reliable and durable technique with good long-term results in young patients with acetabular bone stock defects [2] (⊡ Fig. 4.19). Acetabular revision with impacted morsellised cancellous bone grafting and a cemented cup was published first in 1984 [1]. We did an update at 15 to 20 year follow-up of revision

⊡ Abb. 4.19. On the left a preoperative radiograph of a young woman who had primary total hip replacement done for painful congenital hip dysplasia. It can be clearly seen that the bone defects were not restored in the primary surgery leading to massive loosening of the implant and even more deficiencies. on the right the postoperative radiograph 3 years after impaction bone grafting showing a good and stable reconstruction and restoration of all bony defects on the right side

103 4.4 · Revision of the Acetabular Component

4

arthroplasties. To reconstruct acetabular bone stock loss in revision hip surgery, from 1979 onwards we have used this biologic reconstruction method with tightly impacted morsellised cancellous allografts in combination with a cemented polyethylene cup. The study presents the clinical and radiological results of 62 consecutive acetabular revisions in 58 patients at a mean of 16.5 years (15–20 years) follow-up. The Kaplan-Meier survivorship for the cup with end-point revisions for any reason was 79% at fifteen years follow-up (95% CI: 67–91%). Excluding two revisions for septic loosening at 3 and 6 years and one revision of a well-fixed cup after 12 years during a femoral revision the survivorship with end point aseptic loosening was 84% at 15 years (95% CI: 73–95%). At review there were no additional radiological loosenings, although 7 acetabular reconstructions showed radiolucent lines in one or two zones. This acetabular bone impaction technique using large morsellised bone chips (range 0.7–1.0 cm) and a cemented cup is a reliable reconstruction technique, even after a 15–20 years follow-up [4].

4.4.6 Discussion

The process of aseptic loosening results in a widening of the original acetabulum, the occurrence of rim and medial wall defects and a weakening of the pelvic bone bed. The implant becomes progressively unstable and the patient starts complaining of pain and disability. The unstable implant subsequently will start functioning as a »reamer« and progressively enlarges the defects more and more. The process is definitely not linear but increasingly progressive. To solve this clinical and biomechanical problem, a choice must be made how to reconstruct the acetabulum. Several treatment strategies to achieve these goals have been reported in the literature. Larger metal implants, trabecular metal implants, metal reinforcement rings and cages can be used with different results. The use of rigid metal reinforcements will fail because of the mismatch between the more elastic pelvic bone and the rigid metal shell. In our opinion, especially in the younger patients, the loss of bone has to be addressed to restore the anatomy, the normal hip mechanics and to achieve stability of the new implant. These goals are essential to guarantee a result that can stand the test of time and also make a possible next revision easier, because the »ever lasting implant« does not exist. All of these requirements can be fulfilled with the use of impacted morsellized grafts, containment of the graft, and the use of bone cement. It must be stressed that the full containment of the graft in a defect acetabulum is only possible when the defects in the medial wall and acetabular rim are closed with flexible wire meshes. It is also essential to achieve the stability of the graft by packing it very tightly. Small but substantial, 8×8×8 mm morsellized chips are a prerequisite to achieve a stable impaction. The chips are the easily adapted to the irregular surface of the bone bed and a rough surface is obtained that improves the mechanical cement–bone interlock and the stability of the reconstruction is even more improved by pressurizing the cement. From 1979 onwards, 28 years experience, impaction bone grafting with a cemented implant has been successfully used in our department as the standardized reconstruction method for protrusio acetabuli and in distorted acetabular anatomy, serious dysplastic acetabuli, and column defects. The surgical techniques have been improved over the years and the biology and mechanics in impaction bone grafting are better understood. The technique is not simple and the performance of this procedure is demanding and needs skillful handling, but in nearly all cases a normal primary implant and not an expensive and large specially designed revision implant can be used. A good primary implant with long term results of minimum 10 years

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4

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

follow-up and a survival rate over 95% is a prerequisite. For that reason we nowadays use the Exeter Hip System in all our primaries and revisions. The application of this method can be recommended, for reconstructing bone defects after failed total hip. Despite the demanding technique our clinical and radiographic results are very promising and encourage us to promote this biological reconstruction technique more extensively in orthopedic practice. However the surgeons must understand the technique and its pitfalls. Patients need bone and not more and larger metal implants. The primary requirements of this technique, as expressed in the treatment strategy (⊡ Fig. 4.13), must always be kept in mind to obtain good results.

References 1. Slooff TJ, Huiskes R, van Horn J, Lemmens AJ (1984) Bone grafting in total hip replacement for acetabular protrusion. Acta Orthop Scand 55:593–596 2. Schreurs BW, Busch VJ, Welten ML, Verdonschot N, Slooff TJ, Gardeniers JW (2004) Acetabular reconstruction with impaction bone-grafting and a cemented cup in patients younger than fifty years old. J Bone Joint Surg Am 86A:2385–2392 3. Bolder SB, Melenhorst J, Gardeniers JWM, Slooff TJJH, Veth RPH, Schreurs BW (2001) Cemented total hip arthroplasty with impacted morcellized bone-grafts to restore acetabular bone defects in congenital hip dysplasia. J Arthroplasty 16(Suppl 1):164–169 4. Schreurs BW, Bolder SB, Gardeniers JW, Verdonschot N, Slooff TJ, Veth RP (2004) Acetabular revision with impacted morsellised cancellous bone grafting and a cemented cup. A 15- to 20-year follow-up. J Bone Joint Surg Br 86B:492–497 5. Schreurs BW, Thien TM, de Waal Malefijt MC, Buma P, Veth RPH, Slooff TJJH (2003) Acetabular revision with impacted morsellized cancellous bone graft and a cemented cup in patients with rheumatoid arthritis. J Bone Joint Surg Am 85A:647–652 6. Van Der Donk S, Buma P, Slooff TJ, Gardeniers JW, Schreurs BW (2002) Incorporation of morselized bone grafts: a study of 24 acetabular biopsy specimens. Clin Orthop 396:131–141 7. Bolder SBT, Schreurs BW, Verdonschot N, van Unen JMJ, Gardeniers JWM, Slooff TJJH (2003) Particle size of bone graft and method of impaction affect initial stability of cemented cups – Human cadaveric and synthetic pelvic specimen studies. Acta Orthop Scand 74:652–657 8. D‘Antonio JA, Capello WN, Borden LS, Bierbaum BF, Boettcher WG, Steinberg ME, Stulberg SD, Wedge JH. Classification and management of acetabular abnormalities in Total hip arthroplasty. Clin Orthop 1989; 234:126–37 9. Conn RA, Peterson LFA, Stauffer RN, Ilstrup D. Management of acetabular deficiency: Long term results of bone grafting the acetabulum in total hip arthroplasty. 10. DeLee JG, Charnley J. Radiological demarcation of cemented sockets in total hip replacement. Clin Orthop 1976;121:20–32

105 4.5 · »Range of Motion« und Luxationsproblematik

4.5

4

»Range of Motion« und Luxationsproblematik in der Revisionshüftendoprothetik: Analyse und Lösungsansätze M. Ellenrieder, D. Klüß, T. Lindner, R. Bader, W. Mittelmeier

4.5.1 Einleitung

Der erste Wechsel eines endoprothetischen Hüftgelenkersatzes wird in etwa 75% aller Fälle aufgrund aseptischer Implantatlockerung notwendig [38]. Seltenere Revisionsgründe sind die tiefe Infektion, periprothetische Frakturen, Implantatverschleiß, Materialversagen sowie persistierende Schmerzen. Jedes Versagen eines endoprothetischen Hüftgelenkersatzes und die anschließende Revision führen zu zusätzlichen Schäden am Knochenlager und den periartikulären Weichteilen. Dadurch wird nicht nur die Implantatverankerung erschwert, sondern auch das funktionelle Ergebnis verschlechtert. Die Luxationshäufigkeit nimmt, insbesondere durch die Weichteilschädigung, nach Revisionseingriffen deutlich zu [27]. Die Angaben für das Luxationsrisiko beim Primärersatz liegen durchschnittlich bei 1–3% [27, 34], abhängig vom betrachteten Patientenkollektiv und Beobachtungszeitraum reicht das Risiko bis zu 10% [27]. Für Revisionseingriffe werden Luxationsraten von zum Teil über 20% in den ersten 6 postoperativen Monaten berichtet [26]. Um die Luxationssicherheit zu verbessern, wurden bisher verschiedene Wege beschritten. Keramik-Keramik-Gleitpaarungen mit großen Radien führte H. Mittelmeier bereits in den 1970er Jahren ein [28, 29]. Andere Gleitpartner mit großem Durchmesser wurden aufgrund der Abriebproblematik zunächst wieder verlassen [21]. Gleitpaarungen mit relativ kleinen Radien führten zu Impingement mit Gefährdung des künstlichen Hüftgelenkersatzes [3, 7, 32]. Auch gekoppelte Pfannensysteme blieben aufgrund der hohen Lockerungsraten und des eingeschränkten Bewegungsumfangs die Ausnahme. Angesichts des hohen Luxationsrisikos besteht insbesondere bei der Endoprothesenrevision die Notwendigkeit, die operative Therapie und Nachbehandlung im Sinne einer Luxationsvermeidung abzustimmen. Voraussetzung ist die Kenntnis und Berücksichtigung der biomechanischen Grundlagen für die präoperative Planung und das operative Vorgehen. Zusätzlich ist die adäquate Nachbehandlung, Hilfsmittelversorgung und Patientenführung unerlässlich.

4.5.2 Einflussparameter der »Range of Motion« und des Luxationsrisikos

Die gute postoperative Beweglichkeit bei gleichzeitig hoher Luxationssicherheit ist mitentscheidend für den Langzeiterfolg des endoprothetischen Hüftgelenkersatzes. Endoprothesenluxationen führen zu Weichteil- und Materialschäden und begünstigen damit auch erneute Luxationsereignisse. Aber bereits Impingement oder Subluxationen können zu Schäden an den Komponenten mit erhöhtem Abrieb oder Randabplatzern (Keramik) führen. Subluxation bedeutet einen vorübergehenden Verlust des Kontakts zwischen Kopf und Insert-Gleitfläche mit spontaner Reposition [34]. Die Schäden sind häufig an den Komponenten sichtbar (⊡ Abb. 4.20). Dieses wiederholte Impingement am Pfannenrand führt zur Freisetzung von Abriebpartikeln, die osteolytische Reaktionen auslösen [6]. Frühes Impingement durch

106

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

4

⊡ Abb. 4.20. Keramikbruch eines explantierten Inserts durch rezidivierendes Impingement

ungünstige Implantatposition verursacht hohe Scherbelastungen im Interface zwischen metallischem Pfannengehäuse und knöchernem Pfannenlager mit der Folge einer frühzeitigen Pfannenlockerung [7, 32]. Folgende Parameter sind als bedeutend für den Bewegungsumfang (»Range of Motion«, ROM) und die daraus resultierende Luxationsgefahr von Hüftendoprothesen beschrieben [26, 31, 41]. Morrey [31] teilt diese Faktoren gemäß ihrem zeitlichen Auftreten in präoperativ, intraoperativ und postoperativ ein.

Präoperative Faktoren Ein höheres Patientenalter, vor allem ab dem 80. Lebensjahr, wird mit einer höheren Luxationsrate, zum Teil 2- bis 3fach, in Verbindung gebracht [27, 34]. Für das weibliche Geschlecht wird zum Teil ein signifikant höheres Luxationsrisiko (bis 3:1) angegeben [31, 41], aber nicht von allen Autoren bestätigt [27]. Das Körpergewicht spielt keine wesentliche Rolle im Bezug auf das Luxationsrisiko [31, 36], durch die weichteilige Einschränkung der ROM bei Adipositas wird das Risiko sogar niedriger eingeschätzt [34]. Auch der Einfluss der Körpergröße wird kontrovers diskutiert. Aufgrund des größeren Hebelarms (Offset) soll das Luxationsrisiko mit zunehmender Größe ansteigen [34]. Zwischen dem berechneten Body-Mass-Index und der Luxationshäufigkeit wurde aber von Paterno et al. keine Korrelation beobachtet [36]. Die häufigsten zugrunde liegenden Diagnosen für den Hüftgelenkersatz sind die primäre Koxarthrose (60%), rheumatoide Arthritis (16%), Hüftdysplasie (7%), Frakturen/posttraumatische Koxarthrose (6%) und avaskuläre Hüftkopfnekrose (4%) [27, 31]. Lediglich bei der Versorgung einer Fraktur bzw. posttraumatischen Koxarthrose steigt das Luxationsrisiko deutlich an [27, 34, 36, 41]. Für die Dysplasie-Koxarthrose konnte keine signifikant erhöhte Luxationsrate nachgewiesen werden, mit Ausnahme einer hochgradigen Ausprägung (hohe Hüftluxation) oder für den Fall einer vorangegangenen Operation, z. B einer Umstellungsosteotomie [27, 31, 34]. Voroperationen des Hüftgelenks erhöhen das Luxationsrisiko. Für

107 4.5 · »Range of Motion« und Luxationsproblematik

4

Endoprothesen gilt dies als signifikant, für Osteotomien und Osteosynthesen zumindest tendenziell [36, 41]. Neben der Narbenbildung ist dabei auch eine Schädigung der Propriozeption als Ursache zu sehen. Hereditäre Bindegewebserkrankungen und neurologische Vorerkrankungen mit konsekutiver Veränderung des Muskeltonus oder kognitiven Störungen gelten als Risikofaktoren [34]. Für Apoplex- und Parkinsonpatienten ist dies nicht eindeutig nachgewiesen [27]. Beide Gruppen werden häufig als luxationsgefährdet eingeschätzt, aber der reduzierte Mobilitätsgrad kompensiert die Risiken aufgrund muskulärer Dysbalancen [27]. Bei Patienten mit hohem Alkoholkonsum (> 2 Liter Bier/Tag) wurde eine tendenziell erhöhte Luxationsrate beschrieben [36].

Intraoperative Faktoren Entscheidende Faktoren im Hinblick auf ROM und Luxationssicherheit sind die Komponentenpositionierung, Größe der Gleitpaarung und das Komponentendesign [31]. Für die Pfannenposition wird eine Inklination von 40±10° und 15±10° als »safe zone« bezeichnet [23]. Neuere Untersuchungen zeigen, dass eine Pfannenposition an den Untergrenzen dieser »safe zone« (Inklination 30°, Anteversion 5°) genau in den physiologischen Bereichen zu einer Reduktion der ROM führt ( Abschn. 4.5.3 »Einfluss der Implantatposition«) [22]. Aus klinischer Sicht ist daher eine Inklination von 45–50° und Anteversion von 15-20° anzustreben [3]. Die Stielantetorsion sollte 10–15° betragen, zu starke Antetorsion führt zum Impingement am hinteren Pfannenrand mit der Gefahr einer Luxation nach vorn [3]. Ab einem CCD-Winkel von > 142° für den Hüftstiel steigt das Luxationsrisiko ebenfalls an [15]. Hingegen senkt ein größerer Kopf das Luxationsrisiko, was bereits in den 1970er Jahren bei den Charnley-Prothesen erkannt wurde [31, 41]. Mit den neuen Gleitpaarungen (Keramik, Crosslink-Polyethylen) scheint das Problem des volumetrischen Abriebes weitgehend im Griff zu sein [9, 12]. Das Material der Gleitpaarung an sich besitzt nur eine nachrangige Bedeutung für die ROM und die für eine Luxation notwendigen Momente [4]. Neben diesen Faktoren nimmt auch das Design des Pfannen- bzw. Insert-Randes Einfluss auf die ROM [32]. Ein Hals mit großem Durchmesser oder gar ein Kopf mit Kragen fördern ein Impingement zusätzlich. Nicht zuletzt spielt die chirurgische Technik eine wichtige Rolle bezüglich des Luxationsrisikos. Der posteriore Zugangsweg wird häufig mit einem erhöhten Luxationsrisiko verknüpft [15], ältere Literaturstellen berichten von bis zu 9,5% luxierten Hüften innerhalb von 6 Jahren [39]. Neuere klinische Studien nach weichteilschonender Operation mit Rekonstruktion der Kapsel und Außenrotatoren weisen für den posterioren Zugang weniger als 1% Luxationen (6-Wochen-Follow-up) auf [33]. Unabhängig vom Zugang gilt die Erfahrung des Operateurs als bedeutende Einflussgröße. Bei weniger als 30 Hüftendoprothesenimplantationen pro Jahr kann sich das Luxationsrisiko des Patienten mehr als verdoppeln [16].

Postoperative Faktoren Als prädisponierend für eine Luxation wird jede Form der Verringerung der Weichteilspannung angesehen [31]. Weitere Ursachen sind ein Trochanterabriss bzw. –pseudarthrose oder eine Beinverkürzung aufgrund zu weit kranial positionierter Pfanne oder eines zu tief sitzenden Stiels. Vor allem eine Revisionssituation mit ausgedehntem Pfannendefekt kann zu einer Kranialisierung des Drehzentrums führen. Selbst nach Wiederherstellung einer ausreichenden Weichteilspannung über die femorale Komponente kann eine Glutealinsuffizienz durch axiale Migration des Stiels entstehen. Die rezidivierende Luxation, insbesondere nach Revision, ist

108

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

⊡ Tab. 4.3. Übersicht zu häufigen Ursachen von Luxation und Impingement in Abhängigkeit von der Gelenkposition im Rahmen der intraoperativen Prüfung

4

Test

Problem

Häufige Ursachen

0° Flexion 30° Innenrotation

Luxation

Pfannenanteversion ↓

Impingement

Pfannenanteversion ↓ Knochen-/Weichteilinterposition

Luxation

Pfannenanteversion ↑

Impingement

Pfannenanteversion ↑ Knochen-/Weichteilinterposition Pfanneninklination ↑

Luxation

Pfannenanteversion ↓ Pfanneninklination ↓ oder ↑

Impingement

Pfannenanteversion ↓ Knochen-/Weichteilinterposition Pfanneninklination ↓

Luxation

Pfannenanteversion ↓ oder ↑ Pfanneninklination ↓ oder ↑

Impingement

Pfannenanteversion ↑ Knochen-/Weichteilinterposition Pfanneninklination ↓

0° Flexion, 60° Außenrotation

90° Flexion, 30° Innenrotation

90° Flexion, 30° Außenrotation

mit einer wiederholten Weichteiltraumatisierung der pelvitrochantären Muskulatur verbunden. Nach dem Zeitpunkt des Auftretens einer Luxation ist die Ursache eher weichteilbedingt (0–2 Monate postoperativ), ein Malalignment der Komponenten (bis 2 Jahre postoperativ) oder der Komponentenverschleiß mit »Wear-Disease« (> 2 Jahre postoperativ) [31, 34, 41]. Auch die Luxationsrichtung bzw. der Luxationsmechanismus geben einen Hinweis auf die zugrunde liegende Ursache (⊡ Tabelle 4.3).

4.5.3 Biomechanische Analysen zur ROM und Luxationsstabilität

Unter Berücksichtigung geometrischer und physikalischer Nichtlinearitäten wurde ein Finite-Elemente-Modell zur Untersuchung des Impingement- und Luxationsverhaltens von Hüftendoprothesen entwickelt [18, 19]. Aus rechenökonomischen Gründen wurde auf die Modellierung des Prothesenschafts verzichtet, da dieser am Impingement von Hals und Pfanneneinsatz nicht beteiligt ist. Es wurden zwei luxationsassoziierte Bewegungskombinationen [22] bei definierten Implantatpositionen simuliert und die Bewegungsumfänge (ROM), die Spannungsverteilung im Pfanneneinsatz sowie entstehende Reaktionsmomente bei Subluxation berechnet. Nach Validierung der numerisch ermittelten Daten mittels experimenteller Untersuchungen wurden verschiedene Implantat-Designs analysiert. Anhand der Ergebnisse konnten Aussagen zum Einfluss der Kopfgröße, der Pfannengeometrie und der Implantatposition auf das Impingement- und Luxationsverhalten getroffen werden.

109 4.5 · »Range of Motion« und Luxationsproblematik

4

Einfluss der Kopfgröße Für die Finite-Elemente-Untersuchungen wurden Kopfdurchmesser von 28 mm, 32 mm, 36 mm und 40 mm gewählt [19]. Die Wandstärke der Inserts betrug für alle Kopfgrößen jeweils 7 mm und der Halsdurchmesser 14 mm. Größere Kopfdurchmesser ergaben bei gleichem Halsdurchmesser eine erhöhte ROM bis zum Impingement. Ebenfalls stieg mit größerem Kopfdurchmesser das maximale Reaktionsmoment bei Subluxation an, d. h., es sind höhere Momente erforderlich, um den größeren Kopf zu luxieren (⊡ Abb. 4.21). Ein weiteres Merkmal größerer Köpfe ist die deutliche Abnahme der Druckspannungen im Insert, da die Hüftgelenkskraft durch größere Kontaktflächen übertragen wird.

Einfluss der Pfannengeometrie In FEM-Studien zu Designparametern von Hüftendoprothesenpfannen wurde der Einfluss der Randüberhöhung und der »Head coverage« (Kopfüberdachung) auf das Impingementund Luxationsverhalten untersucht [18]. Die Reaktionsmomentenverläufe zeigten bei höherem Rand des Pfanneneinsatzes eine Reduktion der ROM mit zusätzlicher Steigerung der maximalen Reaktionsmomente. Mit geringerer Head coverage stiegen die Bewegungsumfänge, während die maximalen Reaktionsmomente sanken. Bei steil eingestellten Pfannen bewirkte eine zu geringe Head coverage ein Austreten des Endoprothesenkopfes ohne vorheriges Impingement (spontane Luxation).

Einfluss der Implantatposition Die Untersuchung der Implantatposition umfasste die Variation der Inklination und der Anteversion der Pfanne [19]. Für die Innenrotation bei einer Beinstellung mit 90° Flexion war bei

⊡ Abb. 4.21. Reaktionsmomentenverlauf bei Innenrotation in 90° Flexion in Abhängigkeit der Kopfgröße. Späteres Eintreten von Impingement und Luxation bei größeren Köpfen einhergehend mit höheren Reaktionsmomenten

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4

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

einer geringen Anteversion frühzeitiges Impingement zu konstatieren. Wurde hingegen eine höhere Anteversion von 15° bis 30° eingestellt, stiegen die ROM und die Reaktionsmomente. Für die Außenrotation bei einer Beinstellung von 10° Extension und 15° Adduktion war aufgrund der umgekehrten Rotationsrichtung ein gegenteiliges Verhalten zu erkennen. Mit früherem Eintreten von Impingement sank ebenfalls das Reaktionsmoment. Um einen möglichst physiologischen Bewegungsumfang zu gewährleisten, sind höhere ROM-Werte in Flexion stärker zu gewichten. Da allgemein durch eine flache Stellung (30° Inklination) der Pfanne die Bewegungsfreiheit stark eingeschränkt wurde, ist eine höhere Inklination zu empfehlen. Zusätzlich zu einer höheren Inklination trägt eine Anteversion von 15°–30° deutlich zu einem physiologischeren Bewegungsumfang bei.

Spannungszustände bei Impingement und Subluxation Spannungsanalysen innerhalb der durchgeführten FEM-Untersuchungen zeigten bei Impingement zwischen Prothesenhals und Insert Druckspannungen weit oberhalb der Fließgrenze von UHMW-Polyethylen [18]. Durch die fortschreitende Subluxation wird die Hüftgelenkskraft von einer kleiner werdenden gemeinsamen Oberfläche übertragen, wodurch lokale Spannungsspitzen an der Oberfläche des Inserts, des Endoprothesenkopfes und des Halses entstehen. Diese Spannungsspitzen sind für plastisches Fließen und sehr wahrscheinlich für eine vorzeitige Delamination des Polyethylens verantwortlich. Bei der Entwicklung neuer Implantatdesigns sollte deshalb die Vermeidung von Impingement im Vordergrund stehen. Durch Verhinderung von Subluxation können exzessive Kontaktdrücke vermieden werden, was sich positiv auf die Lebensdauer des Implantats auswirkt.

4.5.4 Klinische Strategien zur Luxationsprävention beim Revisionseingriff

Präoperative Diagnostik und Planung Im Vorfeld der Revision steht nach Möglichkeit die Klärung der Versagensursache. Ausgangspunkt einer Revision ist die präoperative Statuserhebung einschließlich Anamnese, Untersuchung und Bildgebung [34]. Hinweisend auf eine Pfannenlockerung ist ein belastungsabhängiger Leistenschmerz, eine Stiellockerung führt eher zu Rotations- und axialen Stauchungsschmerzen im Bereich des Oberschenkels. Eventuelle Subluxationsphänomene (»Klicken«, »Schnappen«) und zunehmende Beinverkürzung sollten ebenfalls erfragt werden. Zur klinischen Untersuchung gehört neben den aktiven und passiven Bewegungsumfängen eine Betrachtung des Gangbilds im Hinblick auf eine Glutealinsuffizienz (Trendelenburg-Hinken). Gegebenenfalls ist eine differenzialdiagnostische neurologische Abklärung erforderlich. Mittels konventioneller Röntgendiagnostik (Beckenübersicht tief a.-p., Hüftgelenk axial nach Lauenstein) können Stiel- und Pfannenposition, Osteolysen, Osteophyten, PolyethylenVerschleiß (Kopfdezentrierung) sowie mögliche Frakturen oder Materialbrüche dargestellt werden. Durch den Vergleich mit Voraufnahmen lässt sich eine Implantatmigration feststellen. Die Berechnung der Pfanneninklination und Anteversion kann durch Verkippung des Beckens bei der Röntgenaufnahme fehlerhaft sein. Eine ergänzende CT-Untersuchung, ggf. mit dreidimensionaler Rekonstruktion, kann die Anteversionsmessung validieren und zur besseren Abschätzung der azetabulären Situation im Hinblick auf die Pfannenplanung herangezogen werden. Der durch Osteolysen bedingte

111 4.5 · »Range of Motion« und Luxationsproblematik

4

azetabuläre Defekt wird in der konventionellen Röntgendiagnostik eher unterschätzt. Ebenso können vorstehende, mechanisch störende Implantatanteile, z. B. ventrale Laschen bei Laschenpfannen, erkannt werden [5]. Zur Überprüfung eines Impingement oder Subluxationsphänomens ist die Funktionsuntersuchung unter Röntgen-Bildverstärker zu empfehlen. Impingement-Ursachen und -Position sollten damit dokumentiert werden. Im Rahmen der Reposition einer Luxation empfiehlt sich neben der Ermittlung des Luxationsmechanismus zugleich die Impingement-Untersuchung in analoger Weise.

Komponentenlockerung Eine Revision erfolgt in 75% aller Fälle aufgrund aseptischer Lockerung [38]. Zu den Strategien des Endoprothesenwechsels in Abhängigkeit von der Qualität des knöchernen Lagers sei auf die einschlägigen Kapitel und die Literatur verwiesen [30]. Für den Wechsel der femoralen Komponente reicht das Spektrum vom Einsatz eines größer dimensionierten Primärimplantats über distal verankernde Langstielendoprothesen bis hin zur Tumorendoprothese bzw. kompletten Femurersatz [30]. Die Wahl des Pfannenimplantates orientiert sich dabei an der Defektform und -größe [8, 30]. Angestrebt wird eine gute Primärstabilität und Weichteilspannung, die Wiederherstellung des ursprünglichen Rotationszentrums und eine möglichst optimale Komponentenposition ( Abschn. 4.5.3 »Einfluss der Implantatposition«). Die Positionierung ist aufgrund veränderter Anatomie oft erschwert oder kann aufgrund der Defektsituation nicht optimal vorgenommen werden. Zur Vorbeugung einer Glutealinsuffizienz mit resultierender Gangstörung kann die Weichteilspannung über die Kopf-Hals-Länge eingestellt werden. Im Gegenzug gilt es, eine Beinverlängerung um mehr als 3 cm im Hinblick auf Nervenschäden (N. ischiadicus, N. femoralis) zu vermeiden. Sollte nur ein Teilwechsel infrage kommen, ist die Kenntnis der verwendeten Implantate/Größen und deren Kompatibilität zum geplanten Revisionsimplantat erforderlich. Soll der Stiel belassen und der Kopf gewechselt werden, ist für die erneute Verwendung eines Keramikkopfes ein Konusadapter nötig (Bruchgefahr durch Konusschäden). Bei zu erwartendem Keramik-Debris, z. B. durch Impingement oder Materialbruch, bleibt Keramik/Keramik oder Keramik/PE als Gleitpaarung, um massiven Dreikörperverschleiß zu vermeiden [20]. Änderungen der Operationsstrategie ergeben sich bei einer periprothetischen Fraktur oder septischen Lockerung. Bei jeglichem Verdacht auf eine infektassoziierte Lockerung sollte eine erweiterte Diagnostik einschließlich Inzisionsbiopsie durchgeführt werden. Im Falle eines Infektnachweises oder weiter bestehendem dringenden Verdacht auf eine septische Lockerung sollte ein mehrzeitiges Vorgehen erfolgen. Bei periprothetischen Frakturen erlaubt ein festsitzendes Implantat unter Umständen dessen Erhalt, im Falle einer Lockerung wird in der Regel der Wechsel auf einen langen Revisionsstiel notwendig [10].

Vorgehen bei rezidivierender Luxation Konservative Behandlung Nach Ausschluss einer klaren OP-Indikation (z. B. Pfannen- /Stiellockerung, Fraktur, ausgeprägtes Malalignment) kann auch nach frühem Luxationsrezidiv (bis 3 Monate postoperativ) ein konservativer Therapieversuch unternommen werden [31]. Voraussetzung ist, dass nach geschlossener Reposition eine akzeptable ROM (90° Beugung, 15° Innen- und Außenrotation) besteht [23]. Die Behandlung umfasst das dauerhafte Tragen einer Orthese für 2–3 Monate,

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

am besten mit voreinstellbarer Limitierung der Bewegungsumfänge [31] ( Abschn. 4.5.4 »Luxationsprävention im Rahmen der Nachbehandlung«). Ohne wesentliches Malalignment der Komponenten und mit akzeptabler ROM wird eine Erfolgsrate von bis zu 70% beschrieben [24]. Für alle anderen Fälle einer Rezidivluxation ist meist das operative Vorgehen mit Komponentenwechsel indiziert.

Operative Behandlung

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Ziel der operativen Therapie ist das Beheben der Ursache rezidivierender Luxationen. Kann das zugrunde liegende Problem identifiziert werden und wird es gezielt operativ behandelt, wird für 57–70% der Fälle eine Reluxation verhindert [1, 34]. Um die Vorspannung der pelvitrochantären Muskulatur und des Tractus iliotibialis zu erhöhen, stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Das einfachste besteht in einer raffenden Naht der periartikulären Weichteile, ggf. auch unter Verwendung einer Fascia-lata-Lappenplastik [37]. Diese Technik ist vor allem für die Luxation nach posteriorem Zugang beschrieben [37] und dürfte mit den aktuellen, weniger invasiven Modifikationen der Zugangswege an Bedeutung verlieren [33]. Eine weitere, aber umstrittene Möglichkeit besteht in der Distalisierung des Trochanter major. An kleinen Patientenkollektiven wurde eine Erfolgsquote von 76–80 % erreicht [11, 17, 31]. Es bleiben jedoch alle Risiken und Komplikationen einer Trochanterosteotomie einschließlich Pseudarthrosenbildung, Dislokation und Glutealinsuffizienz [13]. Ein besser geeignetes Mittel zur Erhöhung der Weichteilspannung sind längere Köpfe, wobei im Hinblick auf ein Impingement das Verhältnis zwischen Kopf- und Halsdurchmesser beachtet werden muss [31, 34]. Dabei sind auch mögliche Weichteilinterponate und Osteophyten/knöchernes Impingement zu berücksichtigen, die ebenfalls eine Luxation begünstigen können. Einer der Hauptfaktoren für die rezidivierende Hüftluxation ist in 40% der Fälle eine Fehlpositionierung der Implantatkomponenten [31]. Für den Revisionsfall ist von einer noch höheren Zahl auszugehen. Therapie der Wahl ist die Revision mit Neupositionierung der Komponenten. Bei ungünstiger Stielantetorsion können kleine Korrekturen (bis 10°) mit einem bipolaren Kopf oder gewinkelten Konusadapter durchgeführt werden. Der Einsatz größerer Köpfe erhöht die ROM und die Widerstandsmomente bis zur Luxation (s. oben), tendenziell gilt dies für alle Gleitpaarungsmaterialien [4]. Einige modulare Revisionsstiele lassen auch eine stufenlose Einstellung der Antetorsion zu, während bei der Pfanne nur ein Wechsel bleibt. Bei jüngeren Patienten mit ausreichender Knochensubstanz ist der Pfannen/Stielwechsel bei Malalignment nicht nur aufgrund einer Luxation sinnvoll, sondern auch zur Vermeidung einer frühzeitigen Partikelerkrankung (»wear disease«) [2]. Eine Wechseloperation lässt sich aber nicht immer realisieren, z. B. wenn eine Explantation von Pfanne oder Stiel in einem ausgedehnten Knochenverlust resultieren würde, oder bei multipel vorerkrankten Patienten. Als Option bleiben asymmetrische Inserts bzw. bei Voll-PEInserts die Augmentation mit einem PE-Ring oder zusätzlichen Metallring. Entscheidend ist die richtige Positionierung der Überhöhung, sodass sie dem Luxationsmechanismus entgegengewirkt [3]. Für rezidivierende Luxationen stehen Schnapp-Inserts, sog. »constrained liner«, zur Verfügung, die eine formschlüssige Fixation des Kopfes aufweisen [3]. Schnapp-Inserts sollen durch ihre passive Rückhaltefunktion für eine erhöhte Luxationsstabilität sorgen. Bader et al. zeigten jedoch für alltagsübliche Bewegungsumfänge, dass Schnapp-Inserts den impingementfreien Bewegungsumfang im Vergleich zum asymmetrischen Inlay stark einschränken, ohne wesentlichen Gewinn für die Luxationsstabilität [3]. Aus dieser Sicht ist für die Augmentation der Inserts eine weitere Einschränkung der ROM zu erwarten, ebenso gleichzeitig

113 4.5 · »Range of Motion« und Luxationsproblematik

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hohe Scherkräfte auf das Pfannen-Knochen-Interface mit Gefährdung der Endoprothese [6, 32]. Das Zusammenspiel von Anteversion, Inklination, Position der Pfannenüberhöhung und dem Durchmesser der Gleitpaarung ist komplex. Zusammenfassend konnte im Rahmen der experimentellen Untersuchungen mit dem asymmetrischen Insert (Überhöhung nach 45° posterior gedreht) die Luxationsstabilität des künstlichen Hüftgelenks erhöht werden, ohne wesentliche Reduktion der impingementfreien ROM [3]. Eine klinische Nachuntersuchung von 1548 Revisionshüftendoprothesen konnte eine signifikant reduzierte Luxationsrate mit dem Einsatz von asymmetrischen überhöhten Inserts gegenüber neutralen Inserts bestätigen [1]. Insgesamt führt der Einsatz asymmetrischer oder Schnapp-Inserts in unterschiedlichem Maße zu einer Einschränkung der ROM. Dies sollte auch im Rahmen der Patientenaufklärung festgehalten werden. Ein alternatives Verfahren, insbesondere bei persistierender Luxation, ist ein Trevira-Anbindungsschlauch, der die führende Funktion der Weichteile partiell mit übernehmen soll. Dabei können Muskeln und Sehnen an dem Polyester-Material, das periprothetisch angelegt wird, fixiert werden. Gosheger et al. berichten damit über eine Luxationsrate von 2/54 (3,7%) nach proximalem Femurersatz [14]. Bei ungünstiger Stieltorsion können bei älteren Patienten mit geringem Aktivitätsniveau Duokopf- oder bipolare Prothesen indiziert sein. Dabei entfällt zwar weitgehend die Impingement-Problematik, es tritt unter Umständen ein Knochenverlust mit einer Migration des Kopfes ins kleine Becken auf. Jedoch konnte zum Teil auch eine gute Funktionsverbesserung und Stabilität erzielt werden [35].

Intraoperative Prüfung der Luxationssicherheit Einfache intraoperative Tests können für eine Prüfung der Luxationssicherheit hilfreich sein. Voraussetzung für deren Durchführung ist das Abdecken des Beines so, dass über das volle Bewegungsausmaß des Hüftgelenkes die Sterilität des OP-Gebietes gewährleistet bleibt. Zur Luxationsprüfung erfolgt zunächst die Reposition mit einem Probekopf. Dessen Länge kann bereits anhand der Tractus-/Weichteilspannung abgeschätzt werden. Nach Reposition wird diese zunächst durch axialen Zug (10 kg) am Bein in Neutralposition überprüft. Ein »Teleskopieren« ist dabei Zeichen einer unzureichenden Weichteilspannung. Dies kann beim Gehen zu einer Subluxation oder »Mikroseparation« führen, mit der Folge eines erhöhten Abriebs, vor allem bei Keramik-Keramik-Gleitpaarungen [40]. Bei der intraoperativen Prüfung sind das Narkoseverfahren und der Relaxationsgrad zu berücksichtigen. Bei einem Wechsel der Kopflänge entsprechen 4 mm zusätzlicher Halslänge etwa 2,3 mm Beinverlängerung und 3,2 mm Offsetzunahme (bei einem CCD-Winkel von 126°). Zur Prüfung der Luxationssicherheit werden die häufigsten Luxationsmechanismen überprüft, die Zugangsabhängigkeit ist zu berücksichtigen [25]. Dabei sollten schematisch und konsequent alle wesentlichen Bewegungsrichtungen nachvollzogen werden. Vereinfacht kann die intraoperative Prüfung (⊡ Abb. 4.22 und 4.23) wie folgt beschrieben werden: In Streckung wird das Bein 60° außenrotiert und wenigstens 30° innenrotiert. Anschließend wird in mindestens 90° Flexion eine 30° Innen- und Außenrotationsbewegung ausgeführt. Um ein Impingement auszuschließen, sollte mit zwischenliegendem Finger getastet werden, wie in ⊡ Abb. 4.22 und 4.23 gezeigt. Über den Tastsinn kann vom Operateur somit der ausreichende Raum bis zum Impingement und auslösbarer Luxation erkannt werden. Abschließend sollte man die endgradige Beweglichkeit ohne gleichzeitiges Tasten prüfen und eventuelle Einschränkungen objektivieren.

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

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⊡ Abb. 4.22. Rotationsprüfung in Streckstellung: Feststellen des Bewegungsradius bis zum Impingement Hals – Insert, Hals – Pfannenrand oder Trochanter major – Azetabulum

⊡ Abb. 4.23. Rotationsprüfung in Beugestellung: Fingertest (Interposition auf der Flexionsseite, s. Pfeil) zur Impingement-Prüfung bei mindestens 30° Innen- und Außenrotation

115 4.5 · »Range of Motion« und Luxationsproblematik

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Luxationsprävention im Rahmen der Nachbehandlung Bereits im Vorfeld eines Revisionseingriffs am Hüftgelenk empfiehlt sich im Rahmen des Aufklärungsgesprächs die Darlegung des Luxationsrisikos und der möglicherweise langen Nachbehandlungszeit mit entsprechenden Einschränkungen für den Patienten. Belastung. Über die Belastungsform (Vollbelastung, Teilbelastung) entscheidet der Operateur unter Berücksichtigung des intraoperativen ossären Status und der Weichteilsituation. Bei Revisionseingriffen mit Aufbau des Pfannenbodens (D’Antonio III) ist, je nach Einzelfall, eine Teilbelastungsphase von 6 Wochen (10–20 kg) indiziert, bei Kontinuitätsunterbrechungen (D’Antonio IV) von 12 Wochen. Vor allem die periartikulären Weichteile bekommen somit Zeit für eine Narbenbildung zum Luxationsschutz (Neokapsel). Schuherhöhung. Für die Teilbelastungsphase ist es günstig, den Schuhausgleich am Konfektionsschuh so zu wählen, dass die frühe Mobilisierung an Unterarmgehstützen ermöglicht wird. Orthesen. Orthesen (z. B. Newport, DynaCox) können bei noch ausreichender Weichteilsituation im Zugangsbereich einen gewissen Schutz bieten. Dieser liegt zum einen in der »Mahnfunktion« begründet, zum anderen in der Einschränkung der Hüftbeweglichkeit zur Vermeidung weichteilgefährdender und luxationsfördernder Gelenkpositionen. Dazu befindet sich in der Regel eine Gelenkverbindung zwischen Rumpf- und Oberschenkelteil zur Einstellung der Bewegungsumfänge. Bei mangelnder Weichteilspannung, z. B. aufgrund mehrfacher Voroperationen, kann es sinnvoll sein, die ROM des Hüftgelenks über die Orthese für 6 Wochen auf Flexion/Extension 60°–10°–0° zu limitieren. Luxationsgefährdende Rotationsbewegungen können mittels zusätzlicher Montage eines Fußteils begrenzt werden, welches flexibel, aber rotationsstabil mit dem Oberschenkelteil verbunden ist. Die Tragedauer liegt in der Regel bei 6 Wochen, bis zur belastbaren Narbenbildung des Zugangswegs – bei mangelnder Compliance, neurologischen Begleiterkrankungen oder ausgedehnten Knochen-/Weichteilschäden bis zu 12 Wochen. Die Einstellung der Orthese im Detail ist dem Zugangsweg anzupassen [34]. Eine Becken-Bein-Gipsbehandlung bleibt aufgrund der Komplikationsmöglichkeiten und der mangelnden Akzeptanz der Patienten nach Ausschöpfen aller Therapieoptionen dem seltenen Einzelfall vorbehalten. Physiotherapie. Im Rahmen der Physiotherapie bleiben einige Grundsätze bei der Behandlung von Primär- und Revisionsendoprothesenpatienten gleich: Die Mobilisierung erfolgt heute möglichst ab dem ersten postoperativen Tag nach den Maßgaben des Operateurs. Diese sind unter anderem abhängig vom gewählten Zugang und beinhalten die Schulung zur Vermeidung luxationsgefährdender Bewegungen. So wird z. B. bei den anterioren/anterolateralen Zugängen der Transfer zur operierten Seite unter Vermeidung einer Außenrotation im Hüftgelenk vollzogen. Tiefes Sitzen ist in allen Fällen zu vermeiden, hierzu stehen entsprechende Hilfsmittel, vor allem nach Revisions-Hüft-TEP oder Luxation, zur Verfügung (Gehstützen, Sitzkissen, Toilettensitzerhöhung, langer Schuhlöffel, Greifzange). Unabhängig vom Zugangsweg wird bereits postoperativ die nicht operierte, aber oft ebenfalls erkrankte Gegenseite (TEP, Arthrose) mitbehandelt. Für die Tragedauer einer Antiluxationsorthese können »ausgeschaltete« Muskelgruppen zumindest isometrisch trainiert werden. Bei anliegender Orthese mit Streckbegrenzung des Hüftgelenks ist auf den Erhalt der Streckfähigkeit des Kniegelenks zu achten. Nach Ablauf der Tragezeit ist im Rahmen der Physiotherapie die Mitbehandlung der

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

Hüftbeugemuskulatur (M. iliopsoas, M. rectus femoris) erforderlich, da diese zur Verkürzung neigt, was zu chronischen Schmerzproblemen führen kann. Fazit

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Die Luxation stellt eine häufige Komplikation nach Revisionshüftendoprothetik dar. Die Mehrzahl der Luxationen ereignen sich in den ersten 3 Monaten nach der Operation und können multifaktoriell bedingt sein. Eine umfassende Aufklärung des Patienten und adäquate Nachbehandlung kann die Zahl der Luxationen reduzieren und damit eine weitere Beschädigung der Implantate und des periprothetischen Weichteilgewebes verhindern. Um eine ausreichende impingementfreie ROM für den Alltag zu gewährleisten, muss im Rahmen der Operation eine optimale Positionierung von Pfanne und Hüftstiel angestrebt werden. Kann diese nicht erreicht werden, resultiert ein Anschlagen des Prothesenhalses am Pfannenrand (Impingement) mit hohen Scherkräften auf das Pfannen-Knochen-Interface und/oder erhöhtem Abrieb und Verschleiß der Pfanne. Des Weiteren kann es nach einem Impingement zur Luxation, d. h. Heraushebeln des Kopfes aus der Pfanne, kommen. Die operativen Therapiemöglichkeiten beruhen neben einem Pfannen-/Stielwechsel auf dem Einsatz asymmetrischer, Schnapp- oder »constrained« Inserts mit einhergehender Einschränkung der ROM. Insbesondere bei Wechseloperationen ist eine sorgfältige präoperative Diagnostik und Planung des Vorgehens erforderlich, um postoperativ eine suffiziente ROM und Luxationssicherheit zu erzielen.

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117 4.5 · »Range of Motion« und Luxationsproblematik

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

4.6

Welches Implantat in welcher Situation? Ein defekt- und patientenadaptierter Algorithmus S. Gravius, D.C. Wirtz

4

Bei azetabulären Revisionseingriffen wird der Operateur mit knöchernen Pfannendefekten verschiedenster Ausprägungen konfrontiert. Die zu wählende Operationstechnik zur azetabulären Defektrekonstruktion muss dabei an die individuellen Ausgangsbedingungen des Patienten angepasst werden. Vor dem Hintergrund erhöhter intra- und postoperativer Komplikationsraten im Revisionsfall [25] sollte schon im Rahmen der Indikationsstellung abgewogen werden, mit welcher Wahrscheinlichkeit und in welchem Ausmaß der geplante Revisionseingriff die Gesundheit des Patienten potentiell beeinflussen kann und ggf. zu einer Änderung des Therapieregimes im Vorfeld führt [30]. Verschiedene standardisierte Klassifikationen zur Beurteilung der azetabulären Defektsituation wurden bisher vorgeschlagen [7, 16, 34] und sollen dabei helfen, das geeignete Rekonstruktionsverfahren in der jeweiligen individuellen Wechselsituation zu treffen und so eine Vergleichbarkeit von Ergebnissen unterschiedlicher Therapieansätze zu erreichen. Art und Größe des Revisionsimplantats können hierdurch abgeschätzt und ein geeignetes Rekonstruktionsverfahren geplant werden. Nicht selten ist dies präoperativ nur bedingt möglich und muss intraoperativ modifiziert werden. Anforderungen und Zielsetzungen der Pfannenrevision: ▬ Wiederherstellung der physiologischen Gelenkbiomechanik mit Rekonstruktion des anatomischen Hüftrotationszentrums und der Weichteilsituation (Muskelspannung; Tractus iliotibialis), ▬ primär- und belastungsstabile Verankerung des Revisionsimplantats am vitalen Beckenknochen (Krafteinleitung mit/ohne Zement), ▬ Rekonstruktion der knöchernen Defekte mit Wiederherstellung eines tragfähigen Pfannenlagers (»ossäre« autologe und/oder homologe vs. »metallische« Defektaugmentation). Die Rekonstruktion des anatomischen Rotationszentrums des Hüftgelenks ist eine Grundvoraussetzung, um eine gute Gelenkfunktion und stabile Gelenkverhältnisse sowie einen Ausgleich einer möglichen Beinlängendifferenz zu erreichen [41]. Die Lage des postoperativen Rotationszentrums bestimmt die Biomechanik des Hüftgelenkes und damit die Beanspruchung des Revisionsimplantates, d. h. die Größe der auf das Gelenk und insbesondere auf die Grenzschicht Implantat/Knochen resultierend einwirkende Kraft, wesentlich [11]. Deutliche Abweichungen zwischen der postoperativen Lage des Rotationszentrums und dem eigentlichen anatomischen Rotationszentrum, so z. B. eine hohe und somit nicht anatomische Platzierung [»high hip center« (postoperatives Rotationszentrum ≥ 2 cm proximal des anatomischen Rotationszentrums)], sollten vermieden [4, 23, 33] und das postoperative Rotationszentrum allenfalls auf der Hüftgelenksresultierenden 1–2 cm proximal des anatomischen Rotationszentrums positioniert werden [4, 15]. Bei gravierenden medizinischen Begleiterkrankungen kann es gelegentlich ratsam sein, auf eine ideale anatomische Rekonstruktion zu verzichten und ein hohes Hüftgelenkszentrum mit solider, früh belastbarer Verankerung des Revisionsimplantates im verbliebenden periazetabulären Knochen zugunsten einer kürzeren Operationsdauer und eines geringeren Blutverlusts zu akzeptieren [12]. Wird jedoch das Rotationszentrum um weniger als 2 cm kranialisiert und eine strikte Lateralisation/Medialisation vermieden, können bei gleichzeitiger Anpassung der Beinlänge und des Offset durchaus befriedigende

119 4.6 · Welches Implantat in welcher Situation?

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Ergebnisse erzielt werden [3, 12]. Dies verdeutlicht, dass sowohl die Rekonstruktion des femoralen Offset wie auch der Kopf-Trochanter-Relation (Lage des Prothesenkopfmittelpunkts auf Höhe des Trochanter major) einen weiteren wesentlichen Aspekt zur Wiederherstellung des biomechanischen Gleichgewichts des Hüftgelenks darstellen. Auch im Rahmen einer alleinigen Pfannenwechseloperation sollte daher eine Korrektur des femoralen Offset wie auch der Kopf-Trochanter-Relation durch unterschiedliche Kopflängen oder unterschiedliche Halslängen bei modularen Systemen angestrebt werden. Ist jedoch eine annähernde Wiederherstellung der physiologischen Gelenkbiomechanik im Rahmen der Wechseloperation nicht möglich, erlangt die Rekonstruktion der periazetabulären Weichteilsituation zur Schaffung stabiler Gelenkverhältnisse besondere Bedeutung. Neben der primär- und belastungsstabilen Verankerung des Revisionsimplantat am vitalen Beckenknochen sollte eine Rekonstruktion knöcherner Defekte durch eine ossäre oder metallische Defektaugmentation auch einen Schutz der Augmentate vor übermäßiger mechanischer Belastung beinhalten [16, 27]. Eine ausreichende Überbrückung der knöchernen Defektsituation durch das Revisionsimplantats bietet die Grundlage für eine solide ossäre Integration der Augmentate zur Wiederherstellung eines tragfähigen Implantatlagers. Um eine solide Osteointegration zu ermöglichen, setzt dies einen engen Kontakt des Implantates zum »host bone« mit »micromotion« von ≤ 40–50 μm voraus [36]. Die Wahl der Art, Größe, Form und Positionierung des Revisionsimplantates wird in erster Linie durch die Tragfähigkeit des verbliebenen periazetabulären Knochens bestimmt. Dabei müssen zwei unterschiedliche Ausgangssituationen voneinander unterschieden werden: 1. die azetabuläre knöcherne Zirkumferenz mit tragfähiger peripherer, ossärer Begrenzung [kavitärer, umschlossener (»contained«) Defekt] ist erhalten und ermöglicht aufgrund einer äquatorialen Kraftübertragung die Implantation hemisphärischer Primärpfannen, 2. die azetabuläre knöcherne Zirkumferenz ist nicht erhalten und ohne vollständige tragfähige ossäre Begrenzung [segmentaler, nicht umschlossener (»non-contained) Defekt]. Eine Wiederherstellung der Pfannenrandfunktion kann nur durch die Verankerung von Revisionsimplantaten mit fakultativer ossärer oder metallischer Defektaugmentation erfolgen Für die azetabuläre Revision stehen folgende Implantate zur Verfügung: ▬ zementfreie hemisphärische Primärpfannen, die durch reinen Press-fit oder in Kombination mit Schrauben verankert werden [gelegentlich sind Übergrößen (66–88 mm Durchmesser) zur Defektrekonstruktion notwendig (»Jumbo cup«)] ▬ zementierte Polyethylenpfannen mit: a) zementierter Defektaugmentation, b) »Impaction-bone-grafting-Technik« [40] ▬ zementfreie, längsovale Monoblock-Revisionsimplantate, die durch asymmetrische Inlays eine Anpassung an die Lage des anatomischen Rotationszentrums erlauben und durch Press-fit mit fakultativer Schraubenfixation verankert werden [z. B. LOR™(Zimmer); SROM® (DePuy); BOFOR®-Pfanne (Plus Orthopedics)], ▬ Beckenabstützschalen zur Überbrückung kombinierter segmentaler und kavitärer Defekte, die zementfrei am Os ileum verankert werden und durch zementierte Inlays eine frei wählbare Anteversion und Inklination unabhängig von der Positionierung der Rekonstruktionspfanne bieten: – Pfannendachschalen ohne kaudalen Haken zur Rekonstruktion des azetabulären Ringes [z. B. Müller-Schale (Zimmer); ARR ohne kaudalen Haken (Brehm)],

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

– Pfannendachschale mit kaudalem Haken die zwischen der Incisura acetabuli und dem Pfannendach verspannt werden [z. B. Ganz-Schale (Zimmer); ARR mit kaudalem Haken (Brehm)], – Pfannenabstützschalen dienen der Überbrückung kraniokaudaler und medialer »noncontained« Defekte des Azetabulums und werden mittels Laschen und Schrauben am Os ileum sowie Laschen oder Haken am Os ischium befestigt [z. B. Burch-Schneider-Ring (Zimmer); Aesculap Abstützschale; GAP-Cup (Osteonics); Beckenteilersatz ENDO-Modell® (LINK)], – zementfreie modulare Pfannenrevisionssysteme bieten die Möglichkeit einer intraoperativen individuellen »Step-by-step«-Positionierung des Implantats an die vorgegebene anatomische Situation [z. B. MRS-Titan (Brehm); Octopus™ (Depuy)]; ▬ individuelle (»custom-made«) Pfannenabstützschalen, die auf Grundlage CT-basierter Datensätze auf Maß angefertigt werden und zur Überbrückung großer azetabulärer Defekte inklusive der Tumorchirurgie Anwendung finden Weiterhin muss zur Wahl des geeigneten Revisionsimplantats/Rekonstruktionsverfahrens die individuelle Ausgangssituation des Patienten berücksichtigt werden. Dies beinhaltet folgende Entscheidungskriterien: ▬ Art der Implantatlockerung (septisch vs. aseptisch), ▬ Knochenqualität und -struktur des Implantatlagers, ▬ operative Belastbarkeit des Patienten (Begleiterkrankungen/-medikationen), ▬ Komplikationsrisiko durch das gewählte Verfahren, ▬ postoperativer funktioneller Anspruch (Aktivitätsniveau zwischen Sportfähigkeit und Erleichterung der Pflegbarkeit des Patienten), ▬ Alter oder zu erwartende Überlebenszeit des Patienten. Im nachfolgenden Therapiealgorithmus soll anhand der Klassifikation azetabulärer Defekte nach Paprosky et al. [34] eine defektorientierte stadiengerechte Entscheidungshilfe zur Wahl des Revisionsimplantats sowie die Differentialindikationen der unterschiedlichen Implantate dargestellt werden.

4.6.1 Knochendefekt Typ 1

Beim Typ-1-Defekt ist die knöcherne Zirkumferenz des Azetabulums mit tragfähiger peripherer, ossärer Begrenzung erhalten. Das gelockerte Implantat ist nicht wesentlich gewandert. Das Knochenlager besteht zu 50% aus genuinem Knochen. Die erhaltene knöcherne Zirkumferenz des Azetabulums [kavitärer, umschlossener (»contained«) Defekt] ermöglicht durch eine äquatoriale Kraftübertragung die Verankerung von hemisphärischen Primärpfannen (zementiert/zementfrei). Die erneute Verankerung einer zementierten hemisphärischen Polyethylenpfanne im Revisionsfall führt meist nicht zu befriedigenden Ergebnissen [46]. Dies zeigen die hohen frühen bis mittelfristigen Lockerungsraten von 12–19% nach einer Beobachtungszeit von 2,1 bis 4,5 Jahren bei Wechseloperationen mit zementierten Pfannenimplantaten [zitiert in 46]. Als ursächlich hierfür wird die fehlende mikro- und makromechanische Verzahnung des Knochenzements im destruierten osteolytischen und/oder glattwandigen Knochenlager im Revisionsfall gesehen [22]. Aufgrund dieser Erfahrungen wird heute allgemein die zement-

4

121 4.6 · Welches Implantat in welcher Situation?

b

a

c

d

e

⊡ Abb. 4.24. a Knochendefekt Typ 1. b 42-jährige Patientin mit aseptischer Schaft- und Pfannenlockerung. c Wechsel auf einen zementfreien Bicontact-Schaft (Aesculap) und eine zementfreie hemisphärische Press-fit-Pfanne [Plasmacup (Aesculap)] mit Schraubenfixation zur Erhöhung der Primärstabilität des Pfannenimplantats. d 82-jährige weibliche Patientin mit aseptischer Schaftlockerung und sekundär arthrotischen Veränderungen im Pfannenbereich bei einliegender Duo-Kopf-Prothese mit erhaltenem intakten azetabulären Ring. e Postoperative Situation mit zementierter PE-Pfanne und zementiertem Weller-Schaft (Aesculap)

freie Pfannenrevision mit hemisphärischen Pfannen bevorzugt [20] (⊡ Abb. 4.24b,c). Gute mittel- und langfristige Ergebnisse mit Lockerungsraten von 10,8–13,8% nach 10,5–15 Jahren werden in der Versorgung von solitären kavitären Knochendefekten mit hemisphärischen Implantaten beschrieben [16, 29]. Eine sekundäre Osteointegration zementfreier Primärpfannen als Grundvoraussetzung einer biologischen Defektrekonstruktion erscheint jedoch auf längere Sicht nur dann erfolgversprechend zu sein, wenn es gelingt, eine ausreichende primärstabile Press-fit-Verankerung des Pfannenimplantats durch einen Kontakt von mindestens 50% zum vitalen »host bone« zu erzielen [29]. Bei segmentalen Defekten mit Unterbrechung der knöchernen azetabulären Zirkumferenz sollte von einer Implantation einer zementfreien Primärpfanne abgesehen werden [12]. Aufgrund nicht zufriedenstellender Ergebnisse im Revisionsfall sollte die zementierte Versorgung lediglich für Patienten mit reduzierter Knochenqualität, dezimierenden Begleitmedikationen und gravierenden medizinischen Komorbiditäten, die eine postoperative Teilbelastungsfähigkeit verhindern, vorbehalten bleiben (⊡ Abb. 4.24d,e).

4.6.2 Knochendefekt Typ 2a

Beim Typ-2a-Defekt liegt ein ovalär entrundetes Azetabulum mit intaktem Pfannenrand, intakter anteriorer und posteriorer Säule vor. Im Pfannendach kommt es zu ersten Aushöhlungen, wobei die tragenden Strukturen erhalten sind. Eine Pfannenmigration von weniger als 2 cm in kranialer oder kraniomedialer Richtung ist nachweisbar.

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

Bei Typ-2a-Defekten kann die Implantation großen zementfreier hemisphärischer Pfannen, der sog. »Jumbo-cup«-Pfannen (Außendurchmesser 66–88 mm) erwogen werden [8, 30] (⊡ Abb. 4.25b,c). Die anatomische Rekonstruktion des Rotationszentrums wie auch eine ausreichende Press-fit-Verklemmung des Pfannenimplantats im vitalen »host bone« bedarf einer Erweiterung der Pfanneneingangsebene, was einen zusätzlichen Knochenverlust am anterioren und posterioren Pfannenrand bedeutet [19]. Studienergebnisse mit »Jumbo-cup«Pfannen zeigen Lockerungsraten von 2–11% nach 7,2–8,2 Jahren [38, 44]. Auch können Defekte durch Knochenzement aufgefüllt und eine zementierte Polyethylen-Pfanne implantiert werden [4]. Aufgrund der bereits oben beschriebenen fehlenden mikro- und makromechanischen Verzahnung des Zementmantels infolge mangelnder Intrusionsfähigkeit des Knochenzementes in das sklerotische Implantatlager und nicht zufriedenstellender Langzeitergebnisse [22] sollte diese Art der Versorgung nur Fällen mit gravierenden medizinischen Komorbiditäten vorbehalten bleiben. Eine weitere Option zur Therapie von Typ-2a-Defekten bieten Pfannendachschalen, wie z. B. die Müller-Schale (Zimmer) oder der azetabuläre Revisionsring (ARR; Brehm; ⊡ Abb. 4.25d,e). Diese Rekonstruktion des anatomischen Pfannendaches dienen der Verstärkung des knöchernen Pfannenlagers vornehmlich im kranialen Belastungsbereich, werden zementfrei im Azetabulum eingesetzt und zusätzlich zur primärstabilen Verankerung mit Spongiosaschrauben im Pfannendachbereich verankert. Die anzustrebende Verankerungszone für einzubringende Schrauben sollte das kraniale Azetabulum zentral in Richtung Iliosakralgelenk 20° nach me-

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⊡ Abb. 4.25. a Knochendefekt Typ 2a. b 62-jähriger Patient mit aseptischer Pfannenlockerung einer zementfreien Primärpfanne mit kraniomedialen Osteolysen bei intaktem Pfannenboden. c Postoperative Situation mit zementfreier Press-fit-Verankerung einer »Jumbo-cup«-Prothese, homologer Spongiosaplastik und zusätzlicher Schraubenfixation zur Erhöhung der Primärstabilität. d 78-jährige Patientin mit medialer Pfannenwanderung mit intaktem dorsalem Pfannenrand und erhaltener Pfanneneingansebene. e ARR ohne kaudalen Haken (Brehm), Pfannenbodenplastik mit »impaction grafting«, Fixation mit Spongiosaschrauben im Pfannendachbereich zur primärstabilen Verankerung und einzementierter PE-Pfanne

123 4.6 · Welches Implantat in welcher Situation?

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dial und dorsal sein [zitiert in 15]. Pfannendachschalen ohne Verankerung im Bereich des kaudalen Pfannenbereich bzw. der Incisura acetabuli setzen eine weitestgehend knöchern intakte Pfanneneingangsebene voraus. Eine unzureichende Abstützung am Pfannenerker kann zwangsläufig zu einer Kranialisation des Rotationszentrums, eine fehlende ventrale und kaudale Abstützung eine Horizontalstellung der Pfannendachschale in der Pfanneneingangsebene mit Verschiebung des Hüftrotationszentrums bedingen [41, 47]. Pfannendachschalen müssen der medialen Azetabulumwand direkt im Sinne einer Dreipunktverankerung aufliegen [15].

4.6.3 Knochendefekt Typ 2b

Beim Typ-2b-Knochendefekt ist das Azetabulum stark entrundet bis oval mit einem kranialen Wanddefekt von etwa 10 bis 1 Uhr bei erhaltenen tragenden Strukturen sowie intakter vorderer und hinterer Säule. Eine kraniale Kavitation ist Folge einer kranialen Migration der Pfanne von weniger als 2 cm. »Oblong-cup«-Revisionspfannen bieten als zementfreie, längsovale Pfannenimplantate eine Alternative zur Defektrekonstruktion kranial lokalisierter längsovalärer azetabulärer Knochendefekte [6]. Als Vorteil der »Oblong-cup«-Revisionspfannen wird der direkte Kontakt der Prothese zum »host bone« gesehen, wodurch der Anteil einer notwendigen Knochenaugmentation reduziert werden kann [1, 19, 26]. Unterschiedliche Designkonzepte der am Markt befindlichen Implantate ermöglichen eine Distalisierung wie auch Rekonstruktion des Rotationszentrums [1, 6, 19, 26]. Um jedoch eine ausreichende Primärstabilität als Voraussetzung für eine sekundäre Osteointegration des Implantats zu gewährleisten, sollte eine Implantation nur unter Press-fit-Bedingungen bei einer Verklemmung von > 50% im genuinen Knochen mit zusätzlicher Schraubenfixation zur kippstabilen Verankerung erfolgen [19, 26]. Dies kann einen weiterführenden Knochenverlust mit konsekutiver Medialisierung des Rotationszentrums durch Auffräsen des vorbestehenden azetabulären Knochendefektes bedingen, um eine genügend große Kontaktfläche innerhalb des Azetabulums zur Press-fit-Verklemmung zu erzeugen [15, 38]. In der derzeitig vorliegenden Literatur wechseln sich einerseits gute klinische Ergebnisse mit einer Revisionsrate von 2–3,6% nach 3,6–7,2 Jahren [6, 26] mit andererseits ungewöhnlich hohen Komplikationsraten von 24% nach 41 Monaten und einen extrem hohen Schwierigkeitsgrad, insbesondere bei der Implantatpositionierung und der Fräsung des azetabulären Implantatlagers, ab [5]. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass der sklerotische, mechanisch stabile Restknochen nicht weiterer Präparation zum Opfer fallen darf, da die Pfanne sonst nur im weichen, spongiösen Knochen abstützt, was eine konsekutiv höhere Lockerungsrate bedingen kann. Während Civinini et al. [6] den Einsatz der »Oblongcup«-Revisionspfannen bei azetabulären Knochendefekten Typ 2a, 2b und 3a empfehlen, sollte aus unserer Sicht eine Implantation nur bei strenger Indikationsstellung und Typ-2bDefekten [34] erfolgen. Insbesondere bei azetabulären Knochendefekten, die den ventralen und dorsalen Pfeiler des Azetabulums und den Pfannenboden betreffen (Typ-3a-Defekte) sowie einer ungenügenden intraoperativen Press-fit-Verklemmung sollten alternative Implantate zum Einsatz kommen. Ein Wiederaufbau des azetabulären Pfannenlagers mit autologem/ homologem Knochenmaterial sollte im Sinne eines »down-grading« des knöchernen Defektes vor dem Hintergrund eines erneuten Revisionseingriffes [43] gegenüber einer ausschließlich metallischen Defektrekonstruktion favorisiert werden. Pfannendachschalen mit kaudalem Haken [z. B. Ganz-Schale (Zimmer); ARR mit kaudalem Haken (Brehm)] entlasten durch die zusätzliche distale Verankerung in der Incisura

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

acetabuli den Pfannenerker, wirken der Gefahr einer Kranialisation des Rotationszentrums sowie der horizontalen Einstellung des Implantats entgegen und bieten eine weitere Option in der Therapie von Typ-2b-Defekten (⊡ Abb. 4.26b,c). Indiziert sind diese Revisionsimplantate daher bei intaktem kaudalen Pfannenrand in Kombination mit Pfannenbodendefekten und/oder kleineren Pfannenerkerdefekten [41]. Größere Pfannenerkerdefekte verhindern aufgrund einer unzureichenden knöchernen Abstützung eine stabile kippfreie Auflage [17], sodass in diesen Situationen die Implantation von Pfannenabstützschalen mit kranialer Lasche [z. B. Aesculap Abstützschale; Burch-Schneider-Ring (s. Knochendefekte Typ 2c)] erwogen werden sollte (⊡ Abb. 4.26d,e). Nachteilig an der Ganz-Schale hat sich die flache Höhlung der Schale und die damit verbundene ungenügende Korrekturmöglichkeit des Rotationszentrums nach medial und die unzureichende kraniomediale Auflagefläche bei zu kurzer Hakenlasche gezeigt [zitiert in 15].

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⊡ Abb. 4.26. a Knochendefekt Typ 2b. b 68jähriger Patient mit Pfannenbodendefekt einer aseptisch gelockerten Pfannendachschale ohne kaudalen Haken mit konsekutiver Horizontalstellung des Implantats. c Postoperative Situation mit implantierter ARR mit kaudalem Haken (Brehm). d 70-jähriger männlicher Patient mit kraniolateraler Wanderung einer zementfreien Pfanne und Pfannenerkerdefekt. e Postoperative Situation mit implantierter Abstützschale (Aesculap) zur Defektüberbrückung in kraniolateraler Richtung und zusätzlicher Pfannenbodenplasik mit »impaction grafting«

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125 4.6 · Welches Implantat in welcher Situation?

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4.6.4 Knochendefekt Typ 2c

Typ-2c-Knochendefekte entstehen aufgrund einer medialen Pfannenwanderung mit lokalisiertem medialen Wanddefekt. Die Tragfähigkeit des Azetabulums ist insgesamt erhalten und das Os ischium intakt (⊡ Abb. 4.27). Bei größeren medialen Wanddefekten des Azetabulums mit Durchbruch des Pfannenbodens, bei denen längsovale Revisionspfannen und Pfannendachschalen mit kaudalem Haken keine ausreichende Stabilität bieten, finden Pfannenabstützschalen mit kranialer Lasche Verwendung. Ziel der kranial angebrachten Laschen ist eine Vergrößerung der Auflagefläche der Implantate im Bereich des Os ilium zur verbesserten primärstabilen Schraubenverankerung. Ein besonderes Augenmerk sollte auf der primären zusätzlichen Platzierung von sog. Domschrauben (2–3) gelegt werden, die vom kranialen Pfannendach im Verlauf des Lastvektors auf das Os sacrum zielen sollten [zitiert in 15]. Die distale Stabilität der Implantate kann durch einen Haken in der Incisura acetabuli oder im Falle des Burch-Schneider-Ringes durch eine kaudale Sitzbeinlasche erreicht werden. Viele Autoren bevorzugen heute, die kaudale Sitzbeinlasche des Burch-Schneider-Ringes bzw. die Aesculap-Abstützschale in das Sitzbein einzuschlagen [18, 41]. Ein alleiniges Verhaken der Sitzbeinlasche im Foramem obturatum, eine Schraubenfixation der Sitzbeinlasche am Os ischium wie auch ein Auflegen der Lasche auf das Sitzbein zeigt nur selten eine zufriedenstellende Primärstabilität des Implantates [18, 41]. Durch das Einschlagen der Sitzbeinlasche lässt sich die Schale zudem in einem günstigeren Inklinationswinkel einstellen, was wiederum eine Lateralisation des

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⊡ Abb. 4.27. a Knochendefekt Typ 2c. b 50-jährige weibliche Patientin aseptischer Lockerung einer zementfrei implantierten Pfanne mit ausgedehnten osteolytischen Veränderungen medial und kraniolateral. c Postoperative Situation mit implantierter Abstützschale (Aesculap) und homologer Spongiosaplastik zur Augmentation des großen kraniolateraler und medialen Defekts

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

Rotationszentrums verhindert. Ein alleiniges Auflegen der Sitzbeinlasche auf das Sitzbein ohne Schraubenfixation bietet einer zunehmenden Steilstellung der Schalenkomponente keinen ausreichenden Widerstand. Eine unzureichende kraniale Defektaugmentation kann eine Kranialisation der Implantate mit konsekutivem Schraubenbruch und einer Dislokation der Sitzbeinlasche bedingen. Beträgt die röntgenologische Distanz zwischen dem Beginn des Sitzbeines und dem Pfannenerker mehr als 7 cm (Typ-3a-Defekt) ist die primärstabile Verankerung vieler Pfannenabstützschalen, u. a. des Burch-Schneider-Ringes/der Aesculap-Abstützschale aufgrund zu kurzer kranialer Laschen gefährdet, da nur noch die Spitze der Ileumlasche auf dem vitalen Knochen zu liegen kommt [41]. Die fehlende Möglichkeit der kranialen Laschen, diese optimal an das Os ileum anzupassen und zu verschrauben, bedingt eine nur unzureichende Defektüberbrückung.

4.6.5 Knochendefekt Typ 3a

Beim Typ 3a liegt aufgrund einer kraniomedialen Wanderung der Pfanne von mehr als 2 cm ein massiver kranialer Wanddefekt von 10 bis 1 Uhr vor, wobei es zu einem medialen Wanddurchbruch von mehr als 2 cm im Durchmesser kommt (⊡ Abb. 4.28). Müssen azetabuläre Defekte in kraniokaudaler Richtung von mehr als 7 cm überbrückt werden, sind Pfannenabstützschalen mit langen Ileumlaschen [z. B. GAP-Cup (Osteonics); Beckenteilersatz ENDO-Modell® (LINK)] indiziert. Beide Stützschalenkonstruktionen besitzen einen kaudalen Haken zur Verankerung im Foramen obturatum und zwei kraniale lange Ileumlaschen zur Überbrückung großer Pfannenerkerdefekte. Eine übersichtliche Darstellung des Operationssitus zur Platzierung/Befestigung der langen kranialen Ileumlaschen bedingt eine erhebliche Weichteiltraumatisierung und erfordert eine Präparation der M. gluteus medius an der Beckenschaufel mit einer möglichen Schädigung des N. gluteus superior und konsekutivem postoperativem Trendelenburg-Zeichen. Der Beckenteilersatz ENDO-Modell® (LINK) bietet als Stahlimplantat (E-Modul 220 GPa) in Situationen mit hohen mechanischen Anforderungen, wenn z. B. eine sofortige uneingeschränkte Belastungsfähigkeit erzielt werden muss, gegenüber Titanimplantaten (E-Moduls 110 GPa) Vorteile. Ebenso können die deutlich bruchstabileren Stahlschrauben zur verbesserten primärstabilen Verankerung des Implantates eingesetzt werden. Eine weitere Möglichkeit zur Defektrekonstruktion knöcherner Defekte vom Typ 3a bieten zementfreie modulare Revisionssysteme [z. B. MRS-Titan (Brehm); Octopus™ (Depuy)]. Der kaudale Haken des Basisringes mit definiertem Abstand zum kaudalen Pfannenbereich ermöglicht die intraoperative Festlegung/Wiederherstellung des anatomischen Rotationszentrums. Die Anbringung von 1–2 zusätzlichen Ringen mit kranialen Laschen variabler Längen, die unabhängig von der Positionierung des kaudalen Hakens gedreht werden können, dient der optimalen primärstabilen Verankerung des modularen Revisionssystems am Restknochen/Os ileum. Die einzelnen modularen Komponenten können in einer möglichst optimalen Positionierung »step by step« an die vorgegebene anatomische Situation angepasst werden. Neben zentralen Defekten können hiermit auch kraniale Pfannendefekte überbrückt werden. Durch die Schalenkonstruktion hindurch kann diese nun soweit mit Knochen unterfüttert werden, dass nun eine Press-fit-Pfannenkomponente in das Ringsystem eingesetzt werden kann. Neben den hohen Implantatkosten (DRG-gerechtes Implantat?) kann eine kippstabile Verankerung des Basisringes an der defizitären azetabulären knöchernen Zirkumferenz die

127 4.6 · Welches Implantat in welcher Situation?

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⊡ Abb. 4.28. a Knochendefekt Typ 3a. 70-jährige weibliche Patientin: große azetabuläre Defektsituation bei kraniomedialer Wanderung einer zementfreien Pfanne und großem massivem kranialem Wanddefekt und medialem Wanddurchbruch. b Pfannenwechsel mit knöcherner Defektaugmentation und kraniomedialer Defektüberbrückung mit Aesculap-Abstützschale mit kaudalem Haken. Kraniale Lasche zur Verankerung des Implantats am vitalem Beckenknochen. c Präoperative (rechte Bildhälfte) Girldestone-Situation mit ausgeprägtem azetabulärem Defekt und postoperativer Befund (linke Bildhälfte) mit implantierter MRS und MRP (Brehm) mit ossärer Defektrekonstruktion des Defektes aber Lateralisation des Rotationszentrums

Gefahr einer Retroversion und Steilstellung des Implantats bedingen, deren Korrektur nur schwer durch den späteren Gebrauch überhöhter Inlays möglich ist und den Einsatz von Antiluxationsringen erfordern kann.

4.6.6 Knochendefekt Typ 3b

Beim Typ 3b ist die Tragfähigkeit der knöchernen Strukturen aufgehoben. Die vordere und hintere Säule sind stark defekt. Eine Migration der Pfanne von mehr als 2 cm nach kraniomedial resultiert in einem Randdefekt von 9 bis 3 Uhr. Es liegt ein massiver medialer Wanddurchbruch von mehr als 2 cm vor (⊡ Abb. 4.29). Für die Versorgung großer azetabulärer Knochendefekte vom Typ 3b sind modulare Revisionssysteme (s. Knochendefekte Typ 3a) geeignet. Betrifft die Defektsituation jedoch den ventralen und dorsalen Pfeiler (Beckendiskontinuität), sind umfangreiche osteosynthetische Rekonstruktionen erforderlich. In diesen Situationen bieten modulare Revisionssysteme keine optimale Lösung. Als Alternative können CT-basierte individuelle Pfannenabstützschalen (»Custommade«-Implantate) angewendet werden. Artefakte durch das gelockerte Pfannenimplantat in der CT-Untersuchung und die schwierige bildmorphologische Festlegung der Grenzen zum vitalen und intakten Knochen können neben den hohen Implantatkosten (DRG-gerechtes Implantat?) und der ausgedehnten Weichteiltraumatisierung eine fehlerhafte Modellplanung mit möglicher unzureichender Passgenauigkeit des Spezialimplantats in situ bedingen.

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

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⊡ Abb. 4.29. a Knochendefekt Typ 3b. b Aseptisch gelockerte Pfannendachschale mit ausgedehntem azetabulärem Defekt und Kontinuitätsunterbrechung des Azetabulums. c Postoperative Situation mit implantierter MRSPfanne (Brehm) und ossärer Defektaugmentation. Lateralisation des Rotationszentrums durch die Größe des an die anatomische Situation angebrachten Ringsystems

4.6.7 Diskussion

Neben der Rekonstruktion knöcherner Defekte ist die Wahl des geeigneten Revisionsimplantates in der individuellen Wechselsituation und dessen primär- und belastungsstabile Verankerung am vitalen Beckenknochen entscheidend für den Langzeiterfolg der azetabulären Hüftrevisionsendoprothetik. Derzeit herrscht Konsens darüber, dass die Augmentation von größeren knöchernen Defekten und die Implantatfixation mit Knochenzement aufgrund mangelnder Intrusionsmöglichkeit des Knochenzementes im sklerotischen und glattwandigen Implantatlager schlechte Langzeitergebnisse brachte [14, 45]. Eine biologische Defektrekonstruktion durch die Verankerung zementfreier hemisphärischer Press-fit-Pfannen sollte lediglich bei solitären kavitären Knochendefekten und erhaltener knöcherner azetabulärer Zirkumferenz unter der Voraussetzung eines direkten Implantat-Knochen-Kontaktes von mindestens 50% zum vitalen »host bone« erfolgen [9, 12, 29]. Während bei der Primärimplantation hemisphärischer zementfreier Pfannen »stress-shielding« Phänomene mit progredientem periazetabulären Knochenabbau beschrieben wurden [31], sind die langfristigen Auswirkungen im Revisionsfall, insbesondere beim Gebrauch großer sphärischer oder längsovaler Revisionspfannen, bisher noch nicht bekannt. Zwar ermöglicht das alleinige Auffüllen des knöchernen Defektes mit einem großen Monblock-Implantat die biologische Defektrekonstruktion, führt aber bei einer erneuten Pfannenlockerung meist zu einer Vergrößerung des grundsätzlichen Problems, nämlich einer Zunahme des azetabulären Knochendefektes [41]. Fortgeschrittene kombinierte Volumen- und Strukturdefekte des Azetabulums können zur Wiederherstellung der tragfähigen Strukturen eine Knochentransplantation erfordern. Die Indikation für impaktierte Spongiosaplastiken sollte zunächst auf umschlossene »Contained«-Defekte des Azetabulums beschränkt bleiben [16, 35]. Spongiosaplastiken in Kombination mit zementfreien hemisphärischen Press-fit-Pfannen setzen eine direkte Kontaktfläche

129 4.6 · Welches Implantat in welcher Situation?

4

zwischen Implantat und vitalem Beckenknochen von mindestens 50% voraus [14]. Eine weitere Therapiemöglichkeit bietet die »Impaction-bone-grafting-Technik« nach Slooff et al. [40], bei der spongiöse Knochenchips (Größe 7–10 mm) zur ossären Defektaugmentation nach Überbrückung medialer und kraniomedialer Defekte durch Metallnetze impaktiert und mit einer zementierten Pfanne kombiniert werden [40, 42]. Die Herstellung eines stabilen Verbundsystems impaktierte Spongiosa – Knochenzement – Polyethylen-Pfanne setzt ein Containment bestehender Segmentläsionen wie auch eine technisch korrekte Durchführung der »Impaction-bone-grafting-Technik« voraus [14]. Dies beinhaltet das Auswaschen lubrikationsfördernder Blut-, Fett- und Markanteile zur Erhöhung der mechanischen Resistenz der zerkleinerten Spongiosa, eine Präparation des Implantatlagers unter Erhalt des sklerotischen, mechanisch stabilen Restknochens, Bohrungen im Implantatlager zur Förderung der Revaskularisation des Graft-Knochens sowie die Impaktierung der gewaschenen Chips in Einzelschritten mit speziellen Impaktoren aufsteigender Größe zur Schaffung einer mindestens 5 mm starken spongiösen Schicht zur späteren Zementierung des Implantats [10, 40, 42]. Eine Ausweitung der Indikation der impaktierten Spongiosaplastik auch auf große volumetrische Defekte in Verbindung mit umschriebenen Segmentläsionen erfährt diese Technik in Kombination mit Stützschalenkonstruktionen [18, 37]. Diese werden am vitalen Beckenknochen zur Überbrückung der Defektsituation verankert. Durch Kraftübertragung auf den genuinen Knochen können die so eingebrachten nicht tragfähigen Transplantate vor mechanischer Überlastung geschützt werden und somit biologisch remodellieren [16, 27]. Solide strukturelle Grafts dienen der Kompensation/Rekonstruktion der partiell oder vollständig ausgehobenen Tragfähigkeit des Azetabulums. Da sie bereits primär eine lasttragende Funktion übernehmen, ist eine osteosynthetische Fixierung bei möglichst großflächiger und solider Abstützung am soliden Knochen bei einem Verhältnis Graft zu autochthonem Knochenlager von jeweils 50% bei der Pfannenüberdeckung notwendig [28, 34]. Bei der Verwendung großer Allografts (Azetabula, distale Femora, proximale Tibia) ist das Verhältnis Graft/autochthoner Knochen sehr ungünstig, sodass die große Kontaktoberfläche zwischen Revisionsimplantat und Transplantat den langfristigen Erfolg aufgrund einer eingeschränkten biologischen Rekonstruktion limitiert [16, 39]. Vor dem Hintergrund der steigenden Anzahl von Endoprothesenwechseloperationen, der begrenzten Verfügbarkeit körpereignen Knochens, der aufwendigen und kostenintensiven Allograftgewinnung in einer klinikinternen Knochenbank wird der Einsatz metallischer Defektaugmentate von einigen Autoren als vielversprechende Alternative zur ossären Defektaugmentation propagiert [32]. Besonderes Interesse hat in diesem Zusammenhang das bei Normaltemperatur korrosionsbeständige Metall Tantal (Ta) hervorgerufen, das als Trabecular Metal™ in Form eines mit Tantal überzogenen reinen Kohlenstoffgrundgerüstes als formbares und durchbohrbares metallisches Defektaugmentat von der Firma Zimmer kommerziell angeboten wird [32]. Ein hoher Reibungskoeffizient von 0,88, eine Porosität von 75–80%, eine Scherfestigkeit ≥ 18 MPa, eine hohe Druckfestigkeit von 50–80 MPa bei einem niedrigen Elastizitätsmodul von 3 GPa versprechen eine günstige Gewebeanbindung und eine positive Beeinflussung des Einwachsverhaltens [2, 13]. Aufgrund fehlender Daten zur biologischen Wertigkeit der bei der Durchbohrung entstehenden Späne und der nicht abschätzbaren Risiken im Revisionsfall sollte bis zur Vorlage entsprechenden Langzeitergebnisse ein routinemäßiger klinischer Einsatz nicht empfohlen werden. Neben dem Schutz eingebrachter Defektaugmentate vor mechanischer Belastung bei möglichst großer Kontaktfläche und Lastverteilung im erhaltenen Azetabulum bieten Stütz-

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

schalenkonstruktionen durch zementierte Polyethylen-Inlays eine optimale Anteversion und Inklination unabhängig von der Positionierung der Schalenkonstruktion [12, 18, 38, 41]. Optional bieten Hooded-/Antiluxationsinlays/Schnapp-Pfannen die Möglichkeit der Schaffung intraoperativ stabiler Gelenkverhältnisse. Bei rezidivierenden postoperativen Luxationen kann lediglich das Inlay ausgewechselt werden, ohne die Stützschalenkonstruktion austauschen zu müssen und dadurch die Integration des Defektaugmentats zu gefährden. Nachteilig können hohe mechanische Biegemomente zu einem möglichen »Abplatzen/Brechen« des Knochenzementes von der metallischen Stützschale führen. Darüber hinaus verhindert die fehlende Hydrolysestabilität des Verbundes Metall – Knochenzement unter den thermodynamischen Bedingungen des flüssigen Körpermilieus eine dauerhafte Verbundfestigkeit zwischen Metall und Knochenzement [47]. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die publizierten Ergebnisse der verschiedensten Revisionsimplantate und Rekonstruktionsverfahren in der Behandlung azetabulärer Knochendefekte meist nur in retrospektiven Studien und Fallberichten veröffentlicht sind [1, 4, 5, 6, 8, 17, 19, 26, 29, 32, 43, 44]. Aufgrund geringer Fallzahlen, einem Studiendesign ohne Anlage von Kontrollgruppen, unterschiedlichen zur Anwendung kommenden Defektklassifikationen, unzureichender Angaben zur Patienten- und Datenerhebung und einer fehlenden Randomisierung genügen diese Studien meist nur unzureichend den Richtlinien der evidenz-basierten Medizin (Evidenzgrade III–V). Die Daten dieser Studien erlauben ohne Anlage einer Kontrollgruppe nur eine vergleichende Beurteilung mit publizierten (Langzeit-) Ergebnissen alternativer Rekonstruktionsverfahren. Die häufig anzutreffende Diskrepanz zwischen nativ-radiologischem und intraoperativem Defektausmaß [24] erfordert eine Rückzugsmöglichkeit mit einem entsprechenden azetabulären Revisionsprothesensystem (»second line of defence«) mit uneingeschränkter Anpassbarkeit des Revisionsimplantates an die intraoperativ vorliegende Defektsituation. Wünschenswert wäre daher ein durchgängiges Pfannensystem für alle Defektgrade, dass jedoch derzeit am Markt nicht angeboten wird. Insbesondere bei ausgeprägten azetabulären Defektsituationen (Typ-3a- und -3b-Defekte; Beckendiskontinuitäten) sind innovative Lösungen unter Berücksichtigung der individuellen Ausgangsbedingungen des Patienten notwendig. Nach dem Grundsatz »nach der Revision ist vor der Revision« sollte eine ossäre gegenüber einer metallischen Defektaugmentation den Vorzug erhalten. Fazit In der azetabulären Revisionsendoprothetik besteht ein dringender Bedarf an einem defektunabhängig universell einsetzbaren Pfannenkonstruktionssystem. Gerade bei fortgeschrittenen azetabulären Defektsituationen musste bisher die anatomische Situation häufig auf die nur in der Größe variablen Revisionsimplantate angepasst werden. Nicht selten bedingt dies einen Kompromiss zwischen primärstabiler Verankerung, optimaler Positionierung und Rekonstruktion des anatomischen Rotationszentrums. Daher ist ein modulares Abstützschalenkonzept mit frei schwenkbaren hemisphärischen Pfannen zur Anpassung an die individuell intraoperativ vorliegende Defektsituation wünschenswert. Solch ein Revisionssystem muss eine anatomisch korrekte Rekonstruktion des Rotationszentrums zusammen mit einer optimalen Pfanneninklination und -anteversion bei gleichzeitig größtmöglichem Kontakt zum »host bone« zur primär- und belastungsstabilen Verankerung des Implantats bei gleichzeitiger Defektrekonstruktion mit Knochen- und (optional) metallischen Augmentaten gewährleisten.

131 4.6 · Welches Implantat in welcher Situation?

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132

4

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

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133 4.7 · Navigation in der Revisionsendoprothetik

4.7

4

Navigation in der Revisionsendoprothetik P.A. Grützner

4.7.1 Einleitung

Neben der Verankerung der Prothesen, der korrekten Implantationstechnik und der Tribologie ist die korrekte Positionierung der Komponenten als wesentlicher Faktor für die Standzeit und Funktion der Prothese anzusehen. Vor allem die Pfannenkomponente unterliegt bei der Implantation einer hohen Variabilität in den konventionellen Techniken der Ausrichtung [19, 27, 41]. Computerassistierte Verfahren wurden in den letzten Jahren mit dem Ziel der Verbesserung der Präzision operativer Eingriffe entwickelt [1, 4, 16, 23, 26, 35]. Die exakte Platzierung der Komponenten in der Hüftendoprothetik hat Einfluss sowohl auf die kurzfristigen als auch die langfristigen Ergebnisse. Dies gilt in gleichem Maße für die primäre wie auch für die Revisionsendoprothetik. Biomechanisch ungünstige Positionierungen der Implantate führen nahezu zwangsläufig zu Komplikationen. In der Frühphase sind dies eine erhöhte Luxationsrate, ein eingeschränkter Bewegungsradius durch knöchernes oder implantatbedingtes Impingement und Beinlängendifferenzen. Auf Dauer führt unphysiologische Belastung zu verstärktem Abrieb und somit zur vorzeitigen aseptischen Auslockerung [20, 30, 40]. Die Luxationsrate beträgt in den größeren Untersuchungen ca. 1–2% in der Primärendoprothetik, jedoch ca. 10% in der Revisionsendoprothetik [30, 39]. Die wesentlichen Ursachen sind die Positionierung der Implantate und vor allem in der Revisionsendprothetik die Weichteilführung. Die Ausrichtung der Pfanne bezüglich Anteversion und Inklination sowie das Wiederherstellen des physiologischen Hüftzentrums ist der Schlüssel zu einer korrekten Implantation. Verschiedene Autoren haben die Komplikationsrate der primären Endoprothetik mit der Pfannenausrichtung korreliert und hieraus so genannte sichere Zonen der Pfannenplatzierung abgeleitet. Sie konnten zeigen, dass Hüftpfannen, die in diesem Toleranzbereich implantiert wurden, signifikant seltener zu Subluxationen und Luxationen neigen (⊡ Abb. 4.30) [17, 24, 27, 42]. Dies gilt in gleicher Weise auch für die Revisionsendoprothetik. Ziel der Hüftnavigation ist daher, durch Einstellung einer exakten Position der Pfanne, aber auch des Schaftes die Komplikationsrate in der Frühphase zu senken und die Langzeitergebnisse zu verbessern. Herkömmlich erfolgt die Planung beim Hüftgelenkersatz mittels Schablonen und Röntgenbild in einer 2D-Ebene. Hiermit können zwar die Inklination und die Größe der Prothese relativ gut abgeschätzt werden, die korrekte Anteversion kann jedoch nicht bestimmt werden. Besonders bei der Revisionsendoprothetik ist die korrekte Wiederherstellung des Drehzentrums der Prothese eine planerische und operative Herausforderung, die ein großes dreidimensionales Vorstellungsvermögen voraussetzt. Die genaue Position des Patienten auf dem Operationstisch ist nur schwierig abzuschätzen und bei bestimmten anatomischen Gegebenheiten, die zu einer Verkippung oder Verdrehung des Beckens auf dem Operationstisch führen, wie z. B. Hüftbeugekontraktur auf der Gegenseite oder Hyperlordose, nahezu unmöglich. In der Revisionschirurgie können zudem die anatomischen Orientierungspunkte im Operationssitus vollständig fehlen.

134

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

4

⊡ Abb. 4.30. Luxation bei offensichlicher Steilstellung der Pfanne

Konventionelle, mechanische Ausrichtungshilfen, die sich am Raum oder einer vom Operateur vermuteten Beckenausrichtung und nicht an anatomischen Gegebenheiten orientieren, bieten häufig eine unzureichende Zuverlässigkeit. Insbesondere für die Anteversion wurden erhebliche Ungenauigkeiten bei der intraoperativen Orientierung festgestellt [7, 17, 18, 37]. Erschwerend ist die Relativbewegung des Beckens während der Operation. Technisch aufwendigere mechanische Instrumente, wie sie von Doyle et al. und Murray entwickelt wurden und eine mehr »anatomieorientierte« Ausrichtung ermöglichen sollten, konnten sich nicht durchsetzen [11, 12, 34]. Besonders in der Revisionsendoprothetik ist die korrekte Ausrichtung der Pfanne mit Wiederherstellung des Hüftdrehzentrums eine Herausforderung. Mechanische Zielhilfen bieten häufig keine ausreichende Zuverlässigkeit, Fehlpositionierungen führen zu erhöhten Komplikationsraten.

4.7.2 Prinzipien der computerassistierten Hüftendoprothetik

Grundbegriffe ▬ Therapeutisches Objekt: Das therapeutische Objekt ist die anatomische Struktur, die behandelt werden soll. Dieses kann je nach dem geplanten Eingriff aus einem Objekt, aber auch aus mehreren Objekten, z. B. Pfanne und Schaft, bestehen. ▬ Virtuelles Objekt: Das virtuelle Objekt ist das »Bild« des Patienten. Dabei kann es sich um präoperative diagnostische Untersuchungen, intraoperative Bilddaten oder um Informationen handeln, die intraoperativ durch Abnahme anatomischer Punkte am Patienten gewonnen werden (bildfreie Navigation). ▬ Navigator: Der Navigator ist das verbindende Element zwischen therapeutischem und virtuellem Objekt. Er ermöglicht durch das Verfolgen von Patientenanatomie und chirurgischen Instrumenten die interaktive Darstellung im virtuellen Objekt (virtuelle Realität). Navigatoren sind mit verschiedenen Technologien für das »Tracking«, also die Verfolgung von geeigneten Sensoren, entwickelt worden, z. B. Infrarotlicht, Magnetismus oder Ultraschall (⊡ Abb. 4.31).

135 4.7 · Navigation in der Revisionsendoprothetik

4

⊡ Abb. 4.31. Prinzip der Navigation

Registrierung Unter Registrierung versteht man den Prozess der Transformation der Bildinformation und der Position der Instrumente auf der Anatomie des Patienten. Ohne Navigationssystem erfolgt diese Transformation im Kopf des Chirurgen. Aufgrund seiner Erfahrung kann er die Bilddaten der Anatomie des Patienten zuordnen. Man spricht von der so genannten mentalen Registrierung. Bei der Registrierung wird die virtuelle Welt der Bildanatomie mit der realen Welt der Anatomie des Patienten in Übereinstimmung gebracht. Jeder Punkt in der Anatomie des Patienten entspricht einem Punkt in dem dreidimensionalen Bild des Patienten. Die Registrierung zwischen virtueller Realität und der Anatomie des Patienten kann entweder manuell oder automatisch erfolgen.

Manuelle Registrierung Bei präoperativ aufgenommenen Datensätzen, wie z. B. der Computertomographie, ist eine manuelle Registrierung (»Matching«) erforderlich. Eine Möglichkeit, in z. B. besonders anspruchsvollen Fällen ein Paired Point Matching zuverlässig, präzise und reproduzierbar durchzuführen, ist die Verwendung von speziellen Markern. Diese Marker (Fiducials) werden vor der Aufnahme der Bilddaten starr am zu behandelnden Knochen des Patienten angebracht und sind sowohl im Bilddatensatz als auch am Patienten klar definiert und auch unter OPBedingungen leicht aufzufinden. Der entscheidende Nachteil ist die Invasivität der Markerapplikation, die in der Regel mit einem zusätzlichen operativen Eingriff verbunden ist. Die

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

Vorteile sind die Möglichkeit, auch an Knochen ohne markante und relativ gut zugängliche Landmarken ein Matching durchführen zu können, sowie die gute Reproduzierbarkeit.

Segmentierung

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Das Matching setzt einen dreidimensionalen Datensatz voraus, der nur die knöchernen Strukturen abbildet. Die Erstellung eines solchen Datensatzes, d. h. das Entfernen aller Weichteilinformationen aus dem ursprünglichen Datensatz und die Reduktion desselben auf die Knocheninformation wird als Segmentierung bezeichnet. Im CT-Datensatz geschieht dies in der Regel über eine Grauwertschwelle (Threshold). Wird eine solche Schwelle definiert, können z. B. alle Bildbereiche, die unterhalb dieses Grauwertes (Hounsfield-Einheiten) liegen, aus dem Datensatz herausgeschnitten werden. Im CT wird Knochen normalerweise in einem spezifischen Bereich von Grautönen dargestellt, die Spongiosa entspricht ca. 30–230 Hounsfield-Einheiten und die Kompakta Werten über 250 Hounsfield-Einheiten. Durch einliegende Implantate wird aufgrund der Artefaktbildungen dieser Segmentierungsprozess erheblich erschwert und eine intraoperative Registrierung eines solchen Datensatzes ist nicht möglich. Navigationssysteme der ersten Generation verwenden zur Planung und zur Visualisierung der Pfanne ein präoperatives CT. Obwohl die CT-basierte Navigation in vielen Fällen erfolgreich klinisch angewandt werden konnte [5, 6, 10], schränken die Nachteile den klinischen Routinebetrieb ein. Sowohl die präoperative Planung als auch der intraoperative Abgleich des CT-Datensatzes mit der Patientenanatomie, das sog. Matching, unterliegen einer deutlichen Lernkurve mit Fehlermöglichkeiten. Zusätzlich ist die Segmentierung des Datensatzes in der Revisionsendoprothetik durch einliegende Implantate und die damit verbundene Artefaktbildung im CT deutlich erschwert. In der Primärendoprothetik gibt es seit einigen Jahren Erfahrungen mit der computerassistierten Implantatpositionierung. Es kommen hier CT-basierte, bildwandlerbasierte und Systeme mit intraoperativer Definition der Patientenanatomie (kinematische Analyse, Landmarkendefinition) zum Einsatz. Wie erwähnt, ist in der Revisionsendoprothetik die Orientierung an anatomischen Landmarken abhängig von der knöchernen Defektsituation erheblich erschwert. Dies gilt auch für die kinematische Analyse der Ausgangssituation. Ziel ist daher, die exakte Position der Pfannenkomponente im Becken mit einer bildgestützten Navigationshilfe zu erreichen. Ein Beispiel für eine Anwendung computerassistierter Verfahren in der Revisionsendoprothetik ist die Implantation einer Individualendoprothese (⊡ Abb. 4.32). Bei großen azetabulären Defekten kann es sinnvoll sein, aus einem CT-Datensatz ein Modell des Beckens anzufertigen. Zuvor werden in Lokalanästhesie mindestens 3 Markerschrauben am Becken platziert, um die intraoperative Registrierung zu vereinfachen und um eine möglichst große Präzision zu erzielen. An dieses maßstabgetreue Modell kann dann eine Individualprothese angepasst werden (»rapid prototyping«). Die Verankerung der Prothese wird am Modell geplant und simuliert. Entsprechende Löcher werden an der Individualprothese für eine transiliosakrale Schraubenplatzierung eingeplant. Intraoperativ werden dann diese transiliosakralen Schrauben computerassistiert besetzt.

Automatisierte Registrierung Die Transformation des Koordinatensystems der Bilddaten auf das Koordinatensystem der Anatomie des Patienten kann automatisch erfolgen. Hierzu ist es erforderlich, dass beim Aufnehmen

137 4.7 · Navigation in der Revisionsendoprothetik

4

b

a

c

d

⊡ Abb. 4.32. a Großer supraazetabulärer Defekt nach infizierter Revisionsendoprothese; b Beckenmodell aus dem CT-Datensatz der Patientin mit Individualprothese (»rapid prototyping«); c intraoperative Darstellung der transiliosakralen Schrauben zur proximalen Verankerung der Individualprothese; d postoperative Röntgenaufnahme; erkennbar sind die Markerschrauben am Beckenkamm

der Bilddaten die Positionen beider Koordinatensysteme bekannt sind. Da am Patienten hierzu eine dynamische Referenzierungsbasis (DRB) angebracht sein muss, kann eine automatische Registrierung nur intraoperativ erfolgen. Grundsätzlich kommen alle intraoperativ verfügbaren Bildquellen in Frage. Der Ultraschall hat aufgrund der physikalischen Eigenschaften in der Skelettchirurgie eine untergeordnete Bedeutung, Großgeräte wie die Computertomographie oder gar die Magnetresonanztomographie sind intraoperativ nur in wenigen Zentren verfügbar. Den größten Stellenwert bezüglich der intraoperativen Bildgebung hat der Röntgenbildverstärker (BV). Die Kamera erfasst die Position des Patienten durch die dynamische Referenzierungsbasis und gleichzeitig die Position der Bildquelle (⊡ Abb. 4.33). Am Bildverstärker sind hierzu lichtemittierende Dioden (LEDs) angebracht. Die Bilder jedes konventionellen C-Arms sind tonnen- und kissenförmig verzerrt. Die Verzerrung ist bei jedem C-Arm-Modell und bei jeder einzelnen C-Arm-Position unterschiedlich. Der Algorithmus zur Entzerrung der Bilder ist daher für jede mögliche Position des navigierten C-Arms kalibriert. Die Kalibrierung des Bildverstärkers erfolgt einmalig mit einem Phantom (extrinsische Kalibrierung) oder bei jeder einzelnen BV-Aufnahme intraoperativ [2, 22].

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

Mit einem navigierten, kalibrierten C-Arm werden Bilder in den für den Eingriff relevanten Standardprojektionen aufgenommen. Es können mehrere Bildwandlerebenen gleichzeitig in einer Art virtueller Dauerdurchleuchtung als optische Information im Operationssaal zur Verfügung stehen (virtuelle Fluoroskopie).

Kinematische und landmarkenbasierte Registrierung der Patientenanatomie

4

Die Informationen über die individuelle Anatomie des Patienten, aber auch über die prä- und intraoperative Kinematik werden während des Eingriffs gewonnen. Das Prinzip besteht darin, während der Operation mit einem navigierten Tastinstrument anatomische Landmarken abzutasten und anhand deren geometrischer Konfiguration ein virtuelles Modell der Anatomie des Patienten zu generieren. Hierfür wird ein navigiertes Zeigeinstrument benutzt, mit dessen Hilfe die individuellen Messdaten über ein Kamerasystem an den Hauptrechner weiterleitet werden. Die in der Primärendoprothetik zunehmend verbreiteten bildfreien Navigationssysteme, die auf der intraoperativen Definition anatomischer Landmarken und kinematischer Analysen basieren, sind in der Revisionsendoprothetik nur eingeschränkt einsetzbar. Das Digitalisieren anatomischer Landmarken am Azetabulum ist in der Regel nicht mehr möglich und die kinematische Analyse des Hüftgelenkes mit dem noch einliegenden, in der Regel gelockerten Implantat, ist nicht verwertbar.

⊡ Abb. 4.33. Prinzip der intraoperativen automatischen Registrierung durch Einbindung eines navigierten Röntgenbildverstärkers

139 4.7 · Navigation in der Revisionsendoprothetik

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Referenzierung Beim operativen Eingriff kommt es immer zu Relativbewegungen zwischen Kamera, Instrument und Patient. Allein die Atembewegungen des Patienten führen zu erheblichen Verschiebungen der Wirbelkörper [13–15]. An den zu operierenden Knochen muss daher eine dynamische Referenzierungsbasis (DRB) angebracht werden. Sie wird vor der Registrierung an dem Knochen, der operiert wird, befestigt und folgt den Bewegungen des Patienten. Es werden alle Koordinaten, also die Lage der Instrumente und des Patienten, relativ zu einem Koordinatensystem angegeben, das durch die DRB vorgegeben ist. Mit Hilfe der DRB wird also ein lokales, bewegliches Koordinatensystem für den Starrkörper »Knochen« definiert. Ein wesentlicher Anteil der Rechenleistung des Systems besteht in dem Ausgleich der Relativbewegung zwischen Objekt und Instrument in Echtzeit. Hierbei ist die rigide, stabile Fixierung der dynamischen Referenzbasis wichtig. Diese DRB erfasst alle Bewegungen des Knochens durch Manipulation des Operateurs, durch Atmung oder Instrumenteneinsatz. Die Navigation wird damit unabhängig von Bewegungen des Patienten auf dem Operationstisch.

4.7.3 Anatomische Grundlagen der Pfannennavigation

Ausgangspunkt ist zunächst die Definition einer anatomischen Bezugsebene, zu der die Pfannenposition in Relation gesetzt werden kann. Eine praktikable Bezugsebene ist die von Cunningham 1922 und McKibbin [8, 31] beschriebene anatomische Beckenebene, die durch 4 anatomische Landmarken, die Spinae iliacae anteriores superiores und die Tubercula pubica, definiert wird. Diese Ebene liegt bei Patienten ohne Arthrose der Hüftgelenke und physiologischen Verhältnissen an der Wirbelsäule sowohl im Stehen als auch im Liegen annähernd parallel zur Frontalebene [29] (⊡ Abb. 4.34). Verschiedene Autoren haben die Komplikationsrate mit der Pfannenausrichtung korreliert und hieraus so genannte sichere Zonen der Pfannenplatzierung abgeleitet. Die Safe Zone ist ein Resultat aus vielen klinischen und experimentellen Studien und wird in der Literatur un-

⊡ Abb. 4.34. Definitionen von Anteversion und Inklination nach Murray [33]

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

terschiedlich, je nach Versuchsergebnis definiert. In den meisten Studien wird die Safe Zone als Winkelintervall angegeben, in dem es am seltensten zu Dislokation, Luxation oder Migration kommt [3, 9, 25, 28, 32, 36, 38, 44, 45]. Aus biomechanischen Gesichtspunkten sind ein großer »Range of Motion« und ein Vermeiden von Implantat- oder Knochenimpingement für Funktion und Standzeit der Prothese entscheidend. Inklinationswinkel von kleiner als 45° schränken die Flexion und Abduktion und Winkel größer als 45° die Adduktion und Rotation ein [3, 9]. Bei zu steil eingebrachter Pfanne (zu hohe Inklination) steigt das Risiko für die Dislokation oder den Bruch eines Keramikinlays an [3]. Bei zu flach eingebrachten Pfannen kommt es vermehrt zu Impingement zwischen Pfannenrand und dem Hals des Prothesenschaftes, was wiederum zu vermehrter Abnutzung, Ausschlagen, Bruch oder Dislokation des Prothesenkopfes führen kann [3, 43, 45].

4.7.4 Computerassistierte Pfannenplatzierung

Für die Revisionschirurgie praktikabel ist ein CT-freies Navigationssystem, das eine Hybridstrategie zur Akquisition der Landmarken des Beckens anwendet. Hierbei müssen die Methoden der »surgeon-defined anatomy« im Sinne der direkten, perkutanen, pointerbasierten Digitalisierung oberflächlich gelegener Landmarken mit der nichtinvasiven 3D-Rekonstruktion tief gelegener Landmarken mittels registrierter Bildverstärkeraufnahmen in 2 Ebenen kombiniert werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit der direkten Visualisierung der Implantatposition im virtuellen, navigierten Röntgenbild [21, 22]. Die Messung eines Winkels in einem 3D-Raum erfordert die exakte Definition der räumlichen Orientierung des aktuellen Winkels und somit ein unabhängiges Referenzsystem. Durch die Definition einer anatomischen Ebene ist die Position der Pfanne reproduzierbar und unabhängig von Einflussfaktoren wie Lagerung, Verkippung des Beckens, Hüftbeugekontraktur der Gegenseite oder Fehlstellungen der Wirbelsäule (⊡ Abb. 4.35). Es ist prinzipiell möglich, jede Landmarke mit dem Pointer oder mit dem navigierten Bildverstärker zu bestimmen [21, 26]. In diesen registrierten BV-Bildern, die durch den kalibrierten Entzerrungsalgorithmus dem 3D-Raum geometrisch exakt zugeordnet sind, lassen

⊡ Abb. 4.35. Landmarken zur Definition der vorderen Beckenebene

141 4.7 · Navigation in der Revisionsendoprothetik

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⊡ Abb. 4.36. Kombination aus direkter Digitalisierung der Landmarken am Patienten mit der Landmarkendefinition aus registrierten BV-Aufnahmen

sich knöcherne Landmarken definieren (⊡ Abb. 4.36). Bei Operationstechnik in Rückenlage werden die notwendigen Landmarken zur Definition der Patientenbeckenebene durch perkutanes Aufsuchen der Spinae iliacae anteriores superiores mit einem referenzierten Pointer und durch Bestimmung des geometrischen Zentrums der Tubercula pubica mit dem Bildwandler bestimmt. Insgesamt sind hierzu zwei Bildwandlerschüsse notwendig. Das Navigationssystem errechnet aus den anatomisch definierten Punkten und den in den navigierten Bildverstärkerschüssen definierten Punkten die anatomische Beckenebene und zeigt auf dem Bildschirm in »real time« die Position, die Art und die Größe des navigierten Instruments sowie die Winkel von Inklination und Anteversion an (⊡ Abb. 4.37).

4.7.5 Operatives Vorgehen

Im Vergleich zum konventionellen Vorgehen sind keine weiteren präoperativen Schritte notwendig. Die Strategie für die Implantation der Revisionspfanne sollte selbstverständlich im Rahmen der präoperativen Planung festgelegt sein. Der Patient wird wie gewohnt auf dem Rücken oder der Seite gelagert und das Hüftgelenk wird wie üblich präpariert. Nach Entfernung des ursprünglich einliegenden Implantates und Débridement des Pfannenlagers wird eine dynamische Referenzbasis (DRB) mit 2 Schanz-Schrauben am Beckenkamm fixiert. Hier ist auf eine stabile Verankerung als zwingende Voraussetzung für die Navigation zu achten. Während der Navigationsphase muss diese Verbindung immer wieder überprüft werden. Lockerungen zwingen zum Abbruch oder zu einer neuen Registrierung der Anatomie. Im ersten Schritt der Registrierung der anterioren Beckenebene (APP) werden die beiden Spinae anteriores superiores mit dem referenzierten Pointer digitalisiert. Der dritte Punkt zur Definition der APP ergibt sich aus der Halbierenden der Linie zwischen den Tubercula pubicae. Die Tubercula pubicae lassen sich sicherer und präziser mit dem C-Bogen registrieren. Bei einer Digitalisierung mit dem Pointer ist ein direktes Abtasten aufgrund der Sterilitätsproblematik und der häufig nicht guten Tastbarkeit bei Adipositas problematisch. Mit der

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Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

Registrierung mittels referenziertem Bildwandler werden zwei schräge, ca. 60° divergierende Ebenen in Inlet- und Outlet-Projektion aufgenommen, um das geometrische Zentrum beider Tuberkula zu visualisieren (⊡ Abb. 4.38). Bei Seitenlagerung kann mit der referenzierten Fluoroskopie auch die nach sterilem Abdecken nicht mehr zugängliche Spina iliaca anterior superior digitalisiert werden. Es besteht die Möglichkeit, weitere registrierte Röntgenaufnahmen einzubinden. Die Information aus einer einzelnen, auf das operierte Hüftgelenk zentrierten a.p.-Aufnahme ist sehr hilfreich. Auf diesen Projektionen kann die Wiederherstellung des Pfannenzentrums, die Tiefe der Pfannenplatzierung und die Verankerungsmöglichkeit an den verbliebenen knöchernen Strukturen visualisiert werden. Während der operativen Schritte, die sich nicht vom konventionellen Vorgehen ohne Computerunterstützung unterscheiden, erhält der Operateur ständig in ein virtuelles Röntgenbild visualisierte Informationen über die exakte Ausrichtung und den Sitz seiner Instrumente. Alle intraoperativen Parameter, speziell die definitive Pfannenposition, können zur späteren Evaluierung im System gespeichert werden. Ein Vorteil der bildwandlerbasierten Navigation ist die intraoperative Aktualisierung der Bilder. So kann die Pfannenposition in Relation zur implantierten Abstützschale visualisiert werden (⊡ Abb. 4.39).

⊡ Abb. 4.37. Intraoperative Visualisierung der Pfannenposition in Relation zur vorderen Beckenebene in den registrierten BV-Aufnahmen

143 4.7 · Navigation in der Revisionsendoprothetik

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⊡ Abb. 4.38. Technik der Inlet- und Outlet-Projektion zur Definition des »Pubis-Punktes« in registrierten BV Aufnahmen

⊡ Abb. 4.39. Visualisierung der Pfannenplatzierung in der Revisionsendoprothetik. Die BV-Aufnahme wurde nach Implantation der Abstützschale aktualisiert, die Position des Inlays in Relation zur vorderen Beckenebene wird angezeigt

144

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

Durch den Einsatz einer hybriden Navigationstechnologie, d. h. der Kombination aus direkter Digitalisierung von Landmarken mit dem navigierten Bildverstärker, können Informationen für die unterschiedlichen Situationen in der Revisionsendoprothetik gewonnen werden.

4.7.6 Fallstricke

4

Die häufigsten Probleme bei computerassistierten Eingriffen entstehen durch Fehler bei der Referenzierung, der Registrierung und durch Ungenauigkeiten der Instrumente z. B. durch Verbiegen. Durch den Weichteilzug bei der Exposition der Hüftpfanne kann es zu einem Auslenken der DRB kommen und somit zu einem Referenzierungsfehler. Hier ist auf eine stabile Fixierung zu achten. Probleme bei der Registrierung entstehen bei unkorrekt aufgenommenen Inlet- und Outlet-Projektionen. Hier ist bei der Lagerung des Patienten bereits darauf zu achten, dass der Bildverstärker in die entsprechende Position geschwenkt werden kann. Auch die Digitalisierung der anatomischen Landmarken muss sehr sorgfältig ausgeführt werden. Das Problem der Verbiegung navigierter Instrumente tritt erster Linie bei Bohrern auf. Fräswellen und Impaktoren sind von ausreichender Steifigkeit. Auch hier sollte jedoch regelmäßig die korrekte Kalibration überprüft werden. Während der Navigation muss die Genauigkeit des Systems durch Plausibilitätsprüfung (Verifikation) immer wieder kontrolliert werden. Fehler treten am häufigsten durch gelockerte Referenzierungskörper und mangelnde Sorgfalt bei der Registrierung der Landmarken auf. Nur durch wiederholt durchgeführte Plausibilitätsprüfung während des Eingriffs lassen sich diese Fehler vermeiden.

4.7.7 Zusammenfassung und Ausblick

Das vorgestellte System kombiniert die weitverbreitete Bildwandlertechnik mit Computernavigation. Zur Digitalisierung der Landmarken wird eine hybride Strategie verfolgt, die zum einen die rasche perkutane Pointer-basierte Digitalisierung oberflächlicher Landmarken und zum anderen die nichtinvasive 3D-Rekonstruktion tief gelegener Landmarken in registrierten Bildverstärkeraufnahmen ermöglicht. Voraussetzung zur Anwendung dieser Technologie zur Pfannenplatzierung ist die Reduktion der komplexen Beckenanatomie auf vier bestimmbare Landmarken, die ursprünglich von Cunningham definiert wurden und später von Jaramaz et al. als »anterior pelvic plane concept« evaluiert wurde [8, 10, 23]. Es stehen mittlerweile Systeme zur Verfügung, die auch die Navigation der Schaftkomponente unterstützen. Hierdurch ergibt sich ein zusätzlicher potentieller Nutzen für die Revisionsendoprothetik. Schaftanteversion, Offset und Länge können gerade mit den modularen Revisionssystemen optimiert werden. Erfolgreich wird die Navigation in der Revisionsendoprothetik nur einsetzbar sein, wenn ausreichende Erfahrungen in der Primärendoprothetik gesammelt wurden. Heute kommt der Reduktion des Risikos und der Qualität operativer Eingriffe eine besondere Bedeutung zu. Der potentielle Nutzen der Navigation in der Revisionsendoprothetik ist groß und offensichtlich. Die klinischen Erfahrungen sind aufgrund der vorhandenen Limitierungen, der Verfügbarkeit der Systeme und der geringen Integration der Revisionsimplantate gering. Bislang sind nur Fallberichte zum Einsatz der Navigation in der Revisionsendoprothetik publiziert.

145 4.7 · Navigation in der Revisionsendoprothetik

4

Fazit Durch computerassistierte Verfahren ist eine exakte Pfannenpositionierung beim Hüftgelenkersatz möglich. Die Navigation kann jedoch nur als Orientierungshilfe verstanden werden und ersetzt nicht mangelnde Kenntnisse und Erfahrung des Operateurs, die Vorgaben bezüglich der Positionierung der Implantate müssen daher vom Operateur kommen. Obwohl der potentielle Nutzen in der Revisionsendoprothetik einleuchtet, gibt es hier bislang nur Fallberichte. Durch die zusätzliche Einbindung der Schaftnavigation und der Implantatdaten wird es möglich sein, durch Analysen des Impingements, Bestimmung der Beinlängenänderung, Messung der Schaftantetorsion und weiterer Parameter die Revisionsendoprothetik weiter zu optimieren.

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146

4

Kapitel 4 · Operative Techniken zur azetabulären Rekonstruktion

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5 Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse R. Burgkart, R. Decking, R. Gradinger, Ph. Henle, P. Juhnke, G. Köster, T. Mattes, H. Reichel, M. Rudert, K.-A. Siebenrock, P. Thümler, M. Wagner 5.1

Hemisphärische Jumbopfannen – 148

5.1.1

Unzementierte beschichtete Pfannenkomponenten in der Revisionsendoprothetik – 148 Ergebnisse – 149 Technik – 151 Erweiterung der Indikationen durch modulare Augmentate? – 152

5.1.2 5.1.3 5.1.4

5.2

Die Rekonstruktion des Azetabulums mit einem ovalen Pfannenimplantat – 154

5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5

Das Implantat – 154 Operationstechnik – 155 Patienten und Methode – 157 Ergebnisse – 157 Diskussion – 160

5.3

Abstützschalen ohne Laschen – 165

5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5

Einführung – 165 Die Hakendachschale – 165 Operationstechnik – 166 Klinische Ergebnisse nach mindestens zehn Jahren Bewertung und Zusammenfassung – 174

5.4

Pfannenrevision unter Verwendung von Stützschalen mit Laschen – 177

5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 5.4.5 5.4.6

Einleitung – 177 Implantate – 177 Indikation und Kontraindikation – 178 Operationstechnik – 178 Resultate – 179 Diskussion – 182

5.5

Die modulare Revisionspfanne MRS-Titan – 184

5.5.1 5.5.2 5.5.3

Einleitung – 184 Implantat – 184 Versorgungsbeispiele ausgedehnter Pfannendefekte mit der modularen Revisionspfanne MRS-Titan – 191 Ergebnisse – 193

5.5.4

– 167

5.6

Das Kranialpfannensystem – 195

5.6.1 5.6.2

Defektklassifikation des Azetabulums nach D’Antonio Kasuistik – 198

– 198

148

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

5.1

Hemisphärische Jumbopfannen H. Reichel, T. Mattes, R. Decking

5

Revisionen des Azetabulums sind oft komplexe Operationen. Sie erfordern eine ganze Palette von Methoden und Implantaten, um den unterschiedlichen Ausgangssituationen gerecht zu werden. Die ideale Revision sollte 1. eine feste und langlebige Stabilität der Revisionsimplantate garantieren, 2. das Rotationszentrum des Hüftgelenkes rekonstruieren und damit die biomechanischen Grundlagen für eine normale Gelenkmechanik wiederherstellen, 3. idealerweise die verloren gegangene Knochenstruktur aufbauen und damit 4. die strukturelle Integrität des Beckens rekonstruieren oder zumindest nicht gefährden. Die unterschiedlichen Implantate und Techniken können diese Anforderungen häufig nur teilweise erfüllen. Die Wahl des geeigneten Vorgehens ist in der Regel eine Abwägung der Vor- und Nachteile unterschiedlicher Verfahren, auch unter Beachtung des individuellen Belastungs- und Risikoprofils des Patienten. Hemisphärische zementfreie Standardpfannen bieten im Falle einer Revision eine hervorragende Möglichkeit, kleinere kavitäre Defekte zu behandeln. Bei größerem azetabulären Knochenverlust haben die Standardimplantate in der Regel jedoch nicht die Möglichkeit, eine primäre Stabilität mit suffizienter Rekonstruktion des Rotationszentrums zu gewährleisten. In solchen Fällen bestehen die vertretbaren Therapieoptionen unter Verwendung von Zement entweder in einer zementierten Pfannenimplantation mit Defektaufbau durch ein »Impaction Allografting« oder dem Gebrauch von unterschiedlichsten Hintergrundpfannen mit alloplastischer Knochenunterfütterung. Zementfreie Revisionsstrategien beinhalten entweder die ▬ Verwendung großer struktureller Allografts in Kombination mit einer Standardpfanne, die ▬ Implantation sog. längsovaler- oder bikonvexer Pfannen, die ▬ Akzeptanz eines hohen Pfannenzentrums mit kleineren zementfreien Pfannenimplantaten oder aber die ▬ Verwendung großer hemisphärischer »Jumbopfannen«.

»Jumbopfanne«: Definition Eine einheitliche Auslegung des Begriffs Jumbopfanne gibt es bisher nicht. Geprägt wurde der Begriff von Harris et al., die damit hemisphärische Pfannen mit einem Durchmesser von > 65 mm beschrieben [1, 3]. Whaley et al. [12] schlugen jedoch eine geschlechtsspezifische Einteilung der XL-Pfannen vor, mit einer Größe > 65 mm bei männlichen, und > 62 mm bei weiblichen Patienten. Diese Definition beruht auf einem Außendurchmesser, der mehr als 10 mm über dem der durchschnittlichen primären Standardpfannen liegt. Diese Einteilung wurde auch von Patel et al. [10] und von Gustke [2] übernommen. Andere Autoren, wie z. B. Ito et al. [4], legten den Begriff unpräziser aus und definierten diese Pfannen als »relativ groß« im Verhältnis der Komponentengröße zu Becken und Hüftgelenk. 5.1.1 Unzementierte beschichtete Pfannenkomponenten

in der Revisionsendoprothetik Als Reaktion auf schlechte Langzeitresultate und Zementversagen wurden seit Anfang der 1980er Jahre zementfreie Endoprothesenkomponenten mit porösen Beschichtungen versehen,

149 5.1 · Hemisphärische Jumbopfannen

a

5

b

⊡ Abb. 5.1. a Versagen eines Bulk-Autografts bei Dysplasiekoxarthrose mit großen medialen Osteolysen im Os ilium. b Versorgung mit Jumbopfanne (∅ 62 mm) und Auffüllung der Defekte mit allogenen Knochenchips

die eine beachtliche Osteointegration des Implantats mit dem umgebenden Knochen erreichen konnten. Diese Implantate waren in den vergangenen 20 Jahren in der Primärendoprothetik sehr erfolgreich und haben auch die Vorgehensweise in Fällen mit ausgedehnten Knochendefekten in der Revisionsendoprothetik geändert. Während vor mehr als einem Jahrzehnt noch häufig strukturelle Allografts zum Defektaufbau verwendet wurden, können heute in vielen Fällen hemisphärische Komponenten mit oder ohne Schraubenfixierung eine ausreichende Primärstabilität erzielen. So kann eine Osteointegration gewährleistet und eine Langzeitstabilität erreicht werden, die »nichtporöse« Stützschalen oder zementierte Pfannen nicht nachweisen konnten. Knochentransplantationen sind bei Verwendung dieser Implantate nicht ausgeschlossen, sondern auch hier in vielen Fällen indiziert [5] (⊡ Abb. 5.1). Sie werden allerdings seltener als große strukturelle Allografts, sondern in der Regel als nichtstrukturelle Knochentransplantate verwendet, welche dem im nativen Knochen stabil verankerten Implantat an- oder untergelagert werden.

5.1.2 Ergebnisse

Inzwischen liegt eine ganze Reihe von Studien über Jumbopfannen mit überzeugenden Resultaten vor (⊡ Tabelle 5.1). Jasty [5] berichtete über 19 azetabuläre Rekonstruktionen bei Defekten der medialen Wand von mindestens 4 cm und Verlust des ventralen Pfeilers. Nach 8 bis 11 Jahren war es nur bei einem Fall, bei dem eine Beckendiskontinuität vorgelegen hatte, zu einer Lockerung gekommen. Dearborn und Harris [1] berichteten zwar über eine hohe Rate an septischen Revisionen im Verlauf der ersten 7 Jahre nach Implantation von 18 Jumbopfannen (3 septische

150

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

⊡ Tab. 5.1. Studienergebnisse mit Jumbopfannen Autor

Jahr

Followup [Jahre]

von ... bis

n

Pfannengröße [mm]

Resultate

Jasty et al. [5]

1998

10

8–11

19

70–80

1 aseptische Lockerung

Dearborn u. Harris [1]

2000

7

5–10

18

>66

3 septische Versager

Hendricks u. Harris [3]

2006

13,9

12–16

12

66–72

Folgestudie zu [1]: keine (weiteren) Lockerungen, Nachfolgeuntersuchung der Vorpublikation

Whaley et al. [12]

2001

7,2

5–11

89

>62

7% Versagen, 2 aseptische Lockerungen, 2 septische Lockerungen

Ito et al. [4]

2003

9,3

5–13

83

–

Nicht nur Jumbopfannen; keine aseptische Lockerung: 4 Revisionen (5%), davon 1 Infekt, 2 rezidiv. Luxationen, 1 Versagen des Inserts

Patel et al. [10]

2003

10

6–14

36

>62

8% Versagen, 2 aseptische Lockerungen, 2 rezidiv. Luxationen

Obenaus et al. [9]

2003

5,6

4–7

60

>60

5% Versagen, 1 aseptische Lockerung, 2 septische Revisionen

Gustke [2]

2004

6,1

–

166

>62

3% Versagen, 1 aseptische Lockerung, 4 entweder Infekt oder rezidivierende Luxationen

5

Fälle). Nach durchschnittlich 14 Jahren [3] konnte für die verbliebenen Pfannen jedoch eine perfekte Überlebensrate nachgewiesen werden. Whaley et al. [12] untersuchten 89 große Pfannenkomponenten nach 5 bis 11 Jahren und errechneten eine Überlebenswahrscheinlichkeit von 98% (Endpunkt der Beobachtung: Entfernung bei aseptischer Lockerung) bzw. 93% (Entfernung des Implantats aus beliebigem Grund) nach 8 Jahren. Ito et al. [4] berichteten über eine Gruppe von 83 Revisionen mit zementfreien beschichteten Revisionspfannen (55 große Pfannen, 28 kleine Pfannen mit hohem Hüftzentrum), bei denen konsequent keine strukturellen (Bulk-)Knochentransplantate verwendet wurden. Nach 10 Jahren errechneten sie eine Überlebenswahrscheinlichkeit von 94,6% für das Gesamtkollektiv. Patel et al. [10] hingegen verwendeten strukturelle Knochentransplantate in 8 und gemahlenen Knochen in 27 von insgesamt 43 Revisionen mit Jumbopfannen, von denen 36 nachuntersucht werden konnten. Hier lag die Überlebenswahrscheinlichkeit bei 92% nach 14 Jahren. In allen genannten Studien wurden mehrere Schrauben zur Sicherung der Rotationsstabilität und Erhöhung der Primärstabilität verwendet. Obenaus et al. [9] wiederum berichteten von 98 großen Revisionspfannen, bei denen 88 ohne Verwendung von Schrauben implantiert wurden und bei denen ein Nachsintern bewusst in Kauf genommen wurde. Auch hier waren nach durchschnittlich 5 Jahren 95% der Implantate in situ. Die guten Resultate der großen, hemisphärischen Pfannen haben dazu geführt, dass diese Implantate in einem Großteil azetabulärer Revisionsoperationen eingesetzt und vielerorts als der goldene Standard in der Revisionsendoprothetik angesehen werden [2, 11]. Für nichtsegmentale oder einige segmentale Defekte sind die Ergebnisse im Vergleich zu anderen Verfahren überzeugend. Die Verwendung dieser Technik hat jedoch auf erste Sicht auch einige Nachteile. Der Knochenverlust in der Revisionsendoprothetik verursacht häufig einen azetabulären De-

151 5.1 · Hemisphärische Jumbopfannen

5

fekt, der längsoval und nicht sphärisch ist. Da für die Verankerung einer zementfreien Pfanne eine primäre Stabilität des Implantats gewährleistet sein muss, bedeutet dies bei hemisphärischen Implantaten, dass der Defekt in seiner anteroposterioren Ausdehnung vergrößert wird. Außerdem wird das Knochenlager durch die Verwendung dieser Pfannen nicht rekonstruiert. Dieser scheinbare Nachteil führt jedoch auch zu einer größeren Kontaktfläche zwischen Implantat und Knochen (und damit potenziell zu einer vergrößerten Fläche für die Osteointegration) und verringert die Notwendigkeit, strukturelle Knochentransplantate verwenden zu müssen. Anders als bei der Wahl eines hohen Pfannenzentrums wird das Hüftzentrum durch die Verwendung von Jumboimplantaten wieder lateralisiert und distalisiert, wenn auch nicht immer ganz normalisiert. Das normalere Pfannenzentrum kann die Kraft der Abduktoren verbessern und im Vergleich zu kleineren, medialen oder hohen Pfannen die Gefahr eines Impingements verringern. Dennoch ist, wie bei allen Revisionsoperationen, auch bei dieser Technik eine erhöhte Luxationsrate zu befürchten. So berichten Whaley, Berry und Harmsen [12] von über 12%, Ito et al. [4] von 14% postoperativen Luxationen. Neben der bei Revisionsoperationen oft reduzierten Muskel- und Weichteilführung des Femurs kann bei großen azetabulären Defekten und hierdurch besonders großen Pfannen vermutet werden, dass das Entstehen einer narbigen Neo-Kapsel erschwert wird, die ansonsten zur Stabilität der Hüfte beitragen könnte. Größere Pfannen können offensichtlich auch zu einem Impingement von Femur- und Pfannenkomponenten führen [6]. Allerdings ist in Zukunft eventuell durch eine im Vergleich zu Standardpfannen umfangreichere Auswahl an Kopfgrößen und Inserts (mit Offset-, asymmetrischen oder Antiluxationsvarianten) mit einer Verringerung dieses Risikos zu rechnen.

5.1.3 Technik

Das primäre Ziel bei der Implantation einer Jumbopfanne ist die Maximierung der Knochenimplantat-Fläche. Hierfür erfolgt zuerst eine möglichst knochensparende Entfernung des gelockerten Implantats. Zementreste und Fremdkörper werden beseitigt, das Granulationsgewebe im Pfannengrund und in den osteolytischen Defekten wird entfernt. Das Knochenlager muss mit dem verbleibenden azetabulären Rand sauber dargestellt werden. Es folgt die Evaluation des Defekts und die Entscheidung, ob dieser Defekt mit einer hemisphärischen Pfanne angegangen werden kann. Das azetabuläre Lager wird unter der Maßgabe aufgefräst, möglichst einen Zweidrittelkontakt der Pfanne mit dem verbleibenden Knochen zu erreichen. Mehrere der genannten Autoren gehen davon aus, dass 50% Kontaktfläche zwischen Pfanne und nativem Knochen vorhanden sein muss, um die notwendige Stabilität des Implantats zu gewährleisten. Dies bedeutet auch, dass ein laterokranialer und ein ventraler Überstand des Implantats toleriert werden kann. Beim Fräsen sollte primär der Schutz des dorsalen Pfeilers im Vordergrund stehen, auch auf Kosten einer Reduktion des ventralen Azetabulumrands. Natürlich sollte dennoch versucht werden, möglichst viel des kranioventralen Randes zu erhalten, um eine Verklemmung des Implantats zwischen diesem Rand und dem Ischium zu ermöglichen. Verbleibende Defekte können abhängig von ihrer Größe und Begrenzung mit allogenen Knochenchips oder gemahlenem Knochen aufgefüllt werden (⊡ Abb. 5.2). Nur in seltenen Fällen ist hier die Verwendung von Knochenblöcken indiziert. Auch in diesen Fällen sollte jedoch die Pfanne den Großteil des Defekts ausfüllen, und somit sollten auch strukturelle Knochentransplantate nur eine unterstützende, nicht aber die hauptsächliche Stabilität gewährleisten. Die zu wählende Implantatgröße wird in der Regel anhand eines Probeimplantats bestimmt, da man sich auf die aus der Primärendoprothetik gewohnten Größenrelationen zwi-

152

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

5

a

b

c

d

⊡ Abb. 5.2. a Dezentrierung des PE-Inserts und Verdacht auf ausgedehnte Osteolysen im präoperativen Röntgenbild. b,c Intraoperative Kürettage von ausgedehnten Osteolysen im Os ilium, Os pubis und ischium. d 12 Monate nach Revision mit Jumbopfanne (∅ 68 mm) und Defektauffüllung mit allogenen Knochenchips

schen Pfannenfräsen und Implantat in diesen Fällen nicht verlassen kann. Mit dem Probeimplantat erfolgt die Überprüfung der Stabilität unter manuellem Druck nach kraniomedial und vor allem nach dorsal. In den meisten Fällen gelingt eine Verklemmung des Implantats mit dem verbliebenen Os pubis, dem Ilium und dem dorsalen Pfeiler des Azetabulums. Dennoch ist nach unseren Erfahrungen in fast allen Fällen eine Fixierung mit Schrauben nötig.

5.1.4 Erweiterung der Indikationen durch modulare Augmentate?

Bei den sehr zufriedenstellenden Ergebnissen des vorgestellten Konzepts ist dennoch klar, dass es eine Reihe ausgedehnter Defekte gibt, die mit einem großen hemisphärischen Implantat alleine nicht suffizient angegangen werden können. Bei extrem großen längsovalen Defekten (Typ Paprosky IIIA) oder Defekten mit einer fortgeschrittenen kraniomedialen Migration (Typ Paprosky IIIB) wird von einigen Autoren daher die Kombination einer relativ großen Pfanne aus porösem, tantalbeschichtetem Metall (Trabecular Metal) in Kombination mit halbmondförmigen Augmentaten (Knochenersatzblöcken) aus dem gleichen Material propagiert [7]. Die Blöcke werden mit allogenem Knochen unterfüttert und füllen auch ausgedehnte Defekte (⊡ Abb. 5.3). Das Material dieser Systeme kommt der Steifigkeit des Knochens sehr nahe und soll eine hohe Osteokonduktivität besitzen. Die Augmentate ersetzen hier die strukturellen allogenen Knochenblöcke, die schlechte mittel- und langfristige Überlebenskurven hatten. Allerdings liegen auch bei dem »Trabecular-Metal-Konzept« bisher nur mittelfristige Resultate vor. Nehme, Lewallen und Hanssen [8] fanden bei 16 in dieser Technik eingebrachten Implantaten nach durchschnittlich 32 Monaten (24–39 Monate) keine Lockerungen, und die radiologischen Resultate waren ausgezeichnet. Die ersten Ergebnisse dieser Technik erscheinen auch in Kombination mit großen hemisphärischen Pfannen vielversprechend, weitere mittelfristige und Langzeitresultate müssen aber abgewartet werden.

153 5.1 · Hemisphärische Jumbopfannen

a

b

5

c

⊡ Abb. 5.3. a Versagen eines Burch-Schneider-Rings mit Bruch der Stützlasche bei einem 55-jährigen Patienten mit zweimaligen vorangegangenen Revisionen. b Intraoperative Durchleuchtung mit großer hemisphärischer Probepfanne, welche die Größe des verbleibenden Defekts deutlich macht: Paprosky-Defekttyp IIIA. c 12 Monate nach Hüft-TEP-Wechsel mit Trabecular-Metal-Pfanne (∅ 62 mm) sowie Ausfüllung des kranialen Defekts mit modularem Trabecular-Metal-Knochenersatzblock und allogenen Knochenchips

Fazit Hervorragende mittel- bis langfristige Resultate bei großen, hemisphärischen Pfannen haben dazu geführt, dass diese Implantate in einem Großteil azetabulärer Revisionsoperationen eingesetzt werden. Diese Implantate werden häufig als der goldene Standard in der Revisionsendoprothetik angesehen.

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154

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

5.2

Die Rekonstruktion des Azetabulums mit einem ovalen Pfannenimplantat G. Köster

5

Ein Wechsel der Pfannenkomponente an der Hüfte erfordert sowohl eine mechanische als auch eine biologische Rekonstruktion der azetabulären Defektsituation. Die mechanische Rekonstruktion beinhaltet die primär stabile Verankerung der Revisionspfanne im ursprünglichen Rotationszentrum. Biologisch müssen sowohl Voraussetzungen für eine dauerhafte Stabilität, d. h. für eine sekundäre Osseointegration der Revisionskomponente, als auch für einen Wiederaufbau der vorhandenen knöchernen Defekte geschaffen werden. Das gewählte Verfahren soll dabei dem Substanzverlust, der minderwertigen Knochenqualität des Pfannenlagers und der Defektform Rechnung tragen. Während umschriebene Defekte auch zementfrei mit Standardpfannen versorgt werden können [11, 44, 49], bedürfen größere Defekte einer aufwändigeren Versorgung mit Knochentransplantaten [3, 15, 45], Abstützringen [1, 16, 17, 42, 50] oder Spezialimplantaten [2, 28]. Die bei der aseptischen Lockerung von Pfannenimplantaten resultierenden Defekte im Pfannenlager entstehen durch Knochenresorptionen infolge der Wanderung des Implantats sowie durch Gewebereaktionen auf Partikel. Dieser Lockerungsprozess führt oft zur Ausbildung eines nach kranial und kaudal ausgeweiteten Pfannenlagers. Verschiedene Defektklassifikationen für das Azetabulum beschreiben diese typische Defektsituation [14, 33, 40]. Je nach Ausprägung des Defekts ist die Reoperation mit einem konventionellen Implantat deutlich erschwert oder gar unmöglich – insbesondere, wenn wie oft das Azetabulum ovalär ausgeweitet ist und dessen Längsdurchmesser den Querdurchmesser deutlich überschreitet. Runde Implantate können in solchen Fällen den Defekt alleine nicht ausfüllen. Sie erfordern entweder eine Fräsung der ovalen Form des Implantatlagers in eine runde und damit einen zusätzlichen Knochenverlust oder den Aufbau mit großen Mengen an Knochentransplantaten, deren langfristige Stabilität fraglich bleibt [35]. Um diese Problematik zu überwinden, wurde ein spezielles Revisionsimplantat entwickelt, das sich der typischen Defektform anpasst, am autochthonen Knochen verankern lässt und gleichzeitig einen Wiederaufbau von Defekten ermöglicht. Mittlerweile beschreiben verschiedene Untersuchungen den klinischen Wert des Einsatzes eines ovalen Pfannenimplantats bei der Rekonstruktion von Pfannendefekten [2, 5, 8, 18, 20, 28, 47].

5.2.1 Das Implantat

Das verwendete Implantat (LOR, Zimmer) besteht aus einer grobgestrahlten Titanschale (Protasul 30-Ti) und einem Polyethylen-Inlay (Sulene-PE). Die geometrische Form der Metallschale ist oval. Der transversale Durchmesser entspricht dem sphärischer Pfannenimplantate und reicht in 4-Millimeter-Stufen von 52–72 mm. Der longitudinale Durchmesser ist jeweils um 6 bzw. 12 mm gestreckt. Insgesamt stehen somit 12 Größen zur Verfügung, wobei der Außendurchmesser für die kleinste Komponente 52×58 mm, für die größte 72×84 mm beträgt. Das Implantat lässt sich zusätzlich über zirkumferent in der Titanschale angebrachte Löcher im Knochen verschrauben. Die dafür verwendeten Flachkopfspongiosaschrauben lassen sich im Schraubenloch um 5° in jede Richtung abwinkeln. Im Boden der Metallschale befindet sich ein ovales Fenster, das die Hinterfütterung mit Knochentransplantaten auch nach der Fi-

155 5.2 · Die Rekonstruktion des Azetabulums

5

a

b

⊡ Abb. 5.4. a Das Implantat besteht aus einer ovalen Titanschale mit rauer Oberfläche und lässt sich aufgrund der Dimensionierungen den verschiedenen Defektgrößen anpassen; multiple Schraubenlöcher ermöglichen die Fixierung mit Spongiosaschrauben; b das Polyethylen-Inlay ist 10° überdacht und wird mithilfe eines Schnappmechanismus über Federlamellen in der Titanschale fixiert

xierung ermöglicht. Der Polyethyleneinsatz ist um 10° überdacht und hat eine Artikulationsfläche für Kugelköpfe mit einem Durchmesser von 32 mm und 28 mm. Die Gelenkfläche ist bei den um 6 mm elongierten Pfannen zentrisch angeordnet, bei den um 12 mm gestreckten Pfannen entweder zentrisch oder um 6 mm nach kaudal versetzt, sodass das Artikulationszentrum variabel gewählt werden kann. Gegen den Pol hin ist die plane Fläche des Einsatzes mit einem grobgestrahlten Reintitanblech abgedeckt, um einen direkten Kontakt zwischen Polyethylen und Knochen zu vermeiden (⊡ Abb. 5.4).

5.2.2 Operationstechnik

Zur Implantation der längsovalen Revisionspfanne sind nur wenige, spezielle Instrumente erforderlich. Die Vorbereitung des knöchernen Azetabulums geschieht mit den üblichen, sphärischen Pfannenfräsen. Mit ihnen kann man den Pfanneneingang erweitern und störende Leisten oder Vorsprünge des knöchernen Betts abtragen. Man sollte mit der Fräsergröße, die gerade

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5

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

in den ventrodorsalen Durchmesser passt, beginnen. Zur Ermittlung dieser Größe stehen Messkörper zur Verfügung. Die längsovale Form ist durch den Defekt vorgegeben und wird durch Hin- und Herbewegen der rotierenden Fräse in kraniokaudaler Richtung nachgeformt (⊡ Abb. 5.5a,b). Aufgrund der meist ovalären Form des Knochenlagers braucht dabei nur sehr wenig Knochen weggenommen zu werden; eine Erweiterung des Azetabulums in ventrodorsaler Richtung ist in der Regel nicht erforderlich. Ziel der vorbereitenden Maßnahmen ist es, einen guten Formschluss der Schale im Implantatlager zu erreichen. Die Pfanne soll sich möglichst im Azetabulum verklemmen und eine gute Auflage auf noch vorhandenem Knochen von Os ilium, Os ischii und Os pubis erhalten. Probepfannen ermöglichen dem Operateur intraoperativ die am besten passende Titanschale auszuwählen. Die gewählte Implantatgröße sollte im transversalen Durchmesser 2–4 mm über der zuletzt genutzten Fräsergröße liegen und den longitudinalen Durchmesser des eingepassten Probeimplantats um 2–4 mm (je nach Knochenqualität) überschreiten, um eine entsprechende Verklemmung zu erzielen. Vor dem definitiven Einpassen des Originalimplantats werden eventuell verbleibende kavitäre Defekte mit Spongiosachips aufgefüllt. Segmentale Defekte können mit Spongiosascheiben abgedeckt

a

⊡ Abb. 5.5. a Nach Darstellung des Pfannenlagers wird die Defektgröße in ventrodorsaler Richtung ausgemessen. b Mit sphärischen Raffelfräsen wird dann das Azetabulum in kraniokaudaler Richtung nachgeformt und ausgearbeitet. Die Größe der Probe- bzw. Originalpfanne richtet sich nach der zuletzt gewählten Fräsergröße und der Elongation des Pfannenlagers in kraniokaudaler Richtung. c Je nach Knochenqualität sollte sie für eine gute Verklemmung ein Übermaß von 2 bzw. 4 mm haben

b

c

157 5.2 · Die Rekonstruktion des Azetabulums

5

werden. Knochentransplantate sollten nicht zur Stabilisierung des Implantats eingesetzt werden. Die mit einem Impaktor eingebrachte Revisionspfanne kann mit speziellen Stößeln ausgerichtet werden. Sie sollte sich im autochthonen Knochen verklemmen und wird nach ihrer definitiven Positionierung zusätzlich mit Schrauben im Becken verankert. Zum Vorbohren und Gewindeschneiden der Schraubenkanäle und zum Eindrehen der Schrauben kann das übliche Schraubeninstrumentarium mit flexibler Welle bzw. Kardantrieb verwendet werden. Kranial sollten möglichst drei Schrauben sicher platziert werden, wobei eine zusätzliche Stabilisierung durch weitere Schrauben im Os pubis und Os ilium erzielt werden kann. In die so fixierte Titanschale wird der entsprechende Polyethyleneinsatz über einen Schnappmechanismus verankert.

5.2.3 Patienten und Methode

An der Orthopädischen Universitätsklinik Göttingen wurden bisher mehr als 300 Patienten mit der längsovalen Revisionspfanne (LOR, Zimmer) versorgt. Aus diesem Kollektiv wurden alle Patienten mit einer Nachuntersuchungszeit von mindestens 8 Jahren einer klinischen und radiologischen Nachuntersuchung unterzogen. Es handelte sich dabei um insgesamt 91 Fälle, implantiert bei 87 Patienten. 23 Patienten waren verstorben, 11 zum Zeitpunkt der Untersuchung nicht mehr erreichbar, sodass insgesamt 56 Revisionspfannen bei 53 Patienten (34 Frauen, 19 Männer) ausgewertet werden konnten. Die Nachuntersuchungszeit betrug 8–12, durchschnittlich 9 Jahre. Das Durchschnittsalter der Patienten zum Zeitpunkt der Operation lag bei 69 Jahren (52–89 Jahre). 19-mal wurde eine zementierte, 37-mal eine zementfrei verankerte Pfanne revidiert, wobei in 30 Fällen ausschließlich die Pfanne und in 26 Fällen zusätzlich der Schaft gewechselt wurde. 12 Patienten hatten bereits auf der betroffenen Seite mehr als eine Voroperation. Bei 31 der 56 Rekonstruktionen wurden zusätzlich allogene Spongiosachips verwendet, mit denen kavitäre Defekte in nicht lasttragenden Arealen aufgefüllt wurden. 25-mal erfolgten die Pfannenimplantationen ohne Zuhilfenahme von Knochentransplantaten (⊡ Abb. 5.6). Die versorgten Defekte schlossen den Typ Paprosky I–III ein [39]. Dabei wiesen 3 Fälle den Defekttyp I, 39 den Defekttyp II (9-mal IIa, 18-mal IIb, 12-mal IIc) und 14 den Defekttyp III (9-mal IIIa, 5-mal IIIb) auf. Die klinische Bewertung beinhaltete neben der subjektiven Einschätzung des Operationsergebnisses durch den Patienten eine klinische Auswertung nach dem Harris-Hip-Score. Die radiologische Evaluation erfolgte an Röntgenbildern in a.p.- und axialer Projektion. Erfasst wurden Veränderungen des Implantatbettes, wie Lysesäume, Skleroselinien, Osteolysen und die Ausheilung von postoperativ sichtbaren Defekten sowie eine etwaige Pfannenmigration. Die einzelnen röntgenologischen Kriterien wurden in den von DeLee und Charnley [9] beschriebenen Zonen bewertet. Aufgrund der ovalen Form der Pfanne wurde die Zone II zusätzlich in a (lateral) und b (medial) unterteilt. Die Pfannenmigration wurde mit Hilfe der Methode von Nunn et al. gemessen [36].

5.2.4 Ergebnisse

Im Rahmen der klinischen Nachuntersuchung bewerteten 20 Patienten das Operationsergebnis zum Zeitpunkt der Erhebung mit »sehr gut«, 24 mit »gut«, 9 mit »mäßig« und 3 mit »schlecht«. Der Harris-Hip-Score für die 56 untersuchten Hüften (53 Patienten) lag vor dem

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Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

5 a

b

c

d

⊡ Abb. 5.6. a,b Prä- und postoperative Röntgenbilder eines Revisionsfalls einer gelockerten zementfrei verankerten Pfannenkomponente, bei der eine LOR-Pfanne ohne Verwendung von Knochentransplantaten implantiert wurde. c,d Prä- und postoperative Dokumentation der Revision einer gelockerten zementierten Pfannenkomponente unter Verwendung der LOR-Pfanne und Auffüllung von kavitären Defekten mit allogenen Spongiosachips

Eingriff bei durchschnittlich 50 Punkten (0–91 Punkte), postoperativ bei durchschnittlich 81 Punkten (39–100 Punkte). Die aktuellen radiologischen Verlaufskontrollen zeigten in 50 Fällen eine gute ossäre Integration des Implantats – d. h., es ließen sich keine definitiven radiologischen Lockerungszeichen wie zirkumferente Saumbildungen, Osteolysen oder Implantatmigrationen nachweisen (⊡ Abb. 5.7). Periprothetische Osteolysen waren in keinem Fall identifizierbar. Radiologisch suspekt wurden 3 Pfannenimplantate eingestuft. Davon zeigten zwei Komponenten eine Saumbildung an der Implantat-Knochen-Grenze in allen vier Zonen, in einem Fall war eine Migration von ca. 3 mm nachweisbar. Alle radiologisch suspekten Fälle waren klinisch asymptomatisch. In dem aktuell untersuchten Kollektiv wiesen 11 Fälle unmittelbar postoperativ

159 5.2 · Die Rekonstruktion des Azetabulums

a

c

5

b

⊡ Abb. 5.7. a Präoperatives Röntgenbild einer gelockerten Polyethylenpfanne Typ Endler mit nach kranial gewanderter Pfanne und kaudaler Sitzbeinosteolyse. b Die postoperative Kontrolle zeigt den mit einer LOR-Pfanne versorgten Defekt. c Die 12-Jahres-Kontrolle dokumentiert die knöchern gute Integration des Implantats ohne Lockerungszeichen oder Migration

noch sichtbare Defekte auf. Davon waren 8 bei der letzten Kontrolle komplett wieder aufgebaut, alle übrigen partiell (⊡ Abb. 5.8). In drei Fällen kam es zu einer Migration der Pfanne um mehr als 5 mm. Diese nach radiologischen Kriterien gelockerten Implantate wurden nach 7, 18 bzw. 32 Monaten revidiert und konnten als aseptische Lockerungen identifiziert werden. Es handelte sich um Versorgungen vom Defekttyp IIIa und IIIb nach Paprosky [40]. Eine Pfanne wurde wegen einer septischen Lockerung revidiert. Somit befinden sich nach durchschnittlich 9 Jahren 93% der untersuchten Implantate ohne eine weitere Revision in situ und sind zu 95% frei von aseptischem Implantatversagen.

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Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

5

a

⊡ Abb. 5.8. a Präoperatives Röntgenbild einer gelockerten Polyethylenpfanne mit ausgedehntem azetabulären Defekt. b Postoperativ zeigt sich noch ein umschriebenes Defektareal in Zone I, das nach 12 Jahren bei guter knöcherner Integration des Implantats ohne Pfannenmigration vollkommen wiederaufgebaut ist (c)

b

c

5.2.5 Diskussion

Mit der vorliegenden Untersuchung lassen sich erstmalig längerfristige Resultate der ovalen Revisionspfanne vom Typ LOR vorlegen. Sowohl die klinischen als auch die radiologischen Resultate können nach einer durchschnittlichen Beobachtungszeit von 9 Jahren als zufriedenstellend eingestuft werden. Die Serie zeigt, dass das Rekonstruktionsprinzip auch bei größeren azetabulären Defekten erfolgreich angewandt werden kann. Nur 5% der Fälle mussten wegen eines aseptischen Implantatversagens erneut revidiert werden, davon waren alleine 2 als Frühlockerungen aufgetreten. Kritisch zu werten ist die relativ hohe Ausfallquote der Nachuntersuchung, die u. a. durch den altersbedingten hohen Anteil an verstorbenen Patienten bedingt ist. Als eindeutiger Vorteil des ovalen Revisionsimplantats erweist sich die gute Adaptationsmöglichkeit an den jeweiligen Azetabulumdefekt, der in der Regel durch einen großen

161 5.2 · Die Rekonstruktion des Azetabulums

5

kranialen Knochenverlust im Os ilium sowie eine kaudale Sitzbeinosteolyse charakterisiert ist. Durch das Design lassen sich Knochenplastiken im Bereich des lasttragenden kranialen Azetabulums vermeiden, deren Schicksal – insbesondere, wenn es sich um strukturierte und allogene Transplantate handelt – umstritten bleibt [22, 23, 25, 29, 35, 43]. Lediglich kleinere kavitäre Defekte sowie Protrusionsdefekte am Pfannengrund wurden mit allogenen Spongiosachips aufgefüllt. Ein weiterer Vorteil ist die Vermeidung von Knochenzement, dessen Verwendung eine biologische Reparation durch Knochenneubildung in den aufgefüllten Arealen ausschließt. Revisionsoperationen mit zementierten Pfannenimplantaten weisen zudem höhere Versagerquoten auf [4, 6, 13, 27, 31, 41, 46]. Nicht zuletzt ermöglicht die längsovale Revisionspfanne eine Rekonstruktion des Artikulationszentrums, d. h. eine Rezentrierung des nach kranial gewanderten Prothesenkopfes. Inwieweit dieser Vorteil klinisch relevant ist, bleibt aber kontrovers [7].Die radiologische Auswertung lässt auf eine überwiegend gute Osseointegration der Revisionskomponenten schließen. Im Vergleich zu anderen Verfahren findet sich eine geringe Anzahl von zirkumferenten Lysesäumen [4, 10, 13, 19, 21, 22, 27, 30, 32, 34, 38, 44]. Darüber hinaus ist die Rate der relevanten Pfannenwanderungen vergleichsweise niedrig [12–14, 21–24, 27, 50]. Die Migrationsrate ist sogar vergleichbar mit der von Stützringen, die aufgrund ihrer äußeren Abstützung dieses Risiko minimieren [37, 42]. Betrachtet man die klinischen Resultate, so erscheint der Anstieg des Harris-Hip-Scores für das untersuchte Kollektiv adäquat. Berücksichtigt werden muss dabei die nicht unerhebliche Anzahl an Voroperationen, die durch eine Schädigung der pelvitrochantären Muskulatur das klinische Ergebnis beeinträchtigen. Des Weiteren dürfte die Altersstruktur eine Rolle spielen, denn schließlich betrug der Altersdurchschnitt zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung 78 Jahre. Prinzipiell konkurrieren gegenwärtig drei unterschiedliche Verfahren zur Versorgung ausgedehnter azetabulärer Defekte bei Wechseloperationen: 1. Rekonstruktion unter Verwendung von Standardpfannen mit größeren Mengen an Knochentransplantaten [7, 11, 30], 2. Rekonstruktion mithilfe von Stützringen unter gleichzeitiger Verwendung von Knochentransplantaten und Zement [17, 42, 50], 3. Rekonstruktion unter Verwendung von ovalen bzw. exzentrischen Pfannenimplantaten [2, 28, 48]. Jedes Verfahren weist theoretische und praktische Vor- und Nachteile auf. Als Argument für die Versorgung mit Standardpfanne und Knochentransplantaten wird der Wiederaufbau des defekten Knochenlagers angeführt. Inwieweit dieser wirklich stattfindet und darüber hinaus klinisch relevant ist, bleibt umstritten und erscheint bisher nicht eindeutig wissenschaftlich belegt. Für den Stützring spricht vor allem die großflächige Abstützung und Verankerung am und im autochthonen Knochen, die die Stabilität erhöht und das Risiko einer Migration reduziert. Der Erfolg der einzelnen Verfahren wird über die aseptische Lockerungsrate definiert. Aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung der jeweiligen Patientenkollektive sowie der unterschiedlichen Verteilung der versorgten Defektgrößen erscheint ein direkter Vergleich jedoch außerordentlich schwierig [26]. Die klinischen Erfahrungen mit der längsovalen Revisionspfanne LOR über einen Zeitraum von mehr als 10 Jahren belegen, dass dieses Rekonstruktionsverfahren vergleichbar gute Resultate liefert. Die Untersuchungen bestätigen damit die Ergebnisse anderer Autoren

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5

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

mit dem Implantat [5, 20, 47]. Vorteile wie die Anpassungsfähigkeit der Pfannenkomponente an den Defekt, die Einsparung von Knochentransplantaten und der generelle Verzicht auf Knochenzement können herausgestellt werden. Auf aufwändige und kostenintensive Augmentationsblöcke kann verzichtet werden. Dass auch dieses Verfahren seine Grenzen hat, unterscheidet es kaum von anderen [18]. Nach den bisher vorliegenden Erfahrungen ist die LOR-Pfanne besonders geeignet für die Versorgung von Defekten vom Typ IIa, IIb und IIc nach Paprosky [40]. Beim Defekttyp IIb und IIc ist ggf. die zusätzliche Verwendung von Knochentransplantaten in Form von Spongiosachips und Spongiosascheiben erforderlich, um residuale kavitäre Defekte auszufüllen und segmentale Defekte abzudecken. Diese sollen nicht zur Stabilisierung des Implantats verwendet werden. Die Versorgung des Defekttyps III ist nur sinnvoll, wenn sich das Implantat primär im Azetabulum verklemmen lässt und eine definitive Primärstabilität durch die Verschraubung im autochthonen Knochen gelingt. Ist dies nicht der Fall, sollte auf Revisionsimplantate mit einer zusätzlichen äußeren Abstützmöglichkeit zurückgegriffen werden. Inwieweit die Sekundärstabilität durch eine Optimierung der Implantatoberfläche verbessert werden kann, bleibt spekulativ, könnte jedoch einen Ansatz darstellen, die Anzahl von aseptischen Lockerungen noch weiter zu reduzieren. Fazit Aus einem Gesamtkollektiv von mehr als 300 Patienten, die mit einer längsovalen Revisionspfanne (LOR) versorgt wurden, konnten 56 Fälle mit einer Nachuntersuchungszeit von 8–12 und durchschnittlich 9 Jahren ausgewertet werden. Die versorgten Defekte schlossen den Typ Paprosky I–III ein. Der aktuelle Harris-Hip-Score lag bei 81 Punkten. Nach radiologischen Kriterien waren 50 Pfannenimplantate ossär integriert ohne definitive Lockerungszeichen, 2 wiesen einen konstanten zirkumferenten Lysesaum von weniger als 2 mm auf, eine Komponente migrierte ca. 3 mm. Alle diese Fälle waren ohne klinische Symptomatik. Drei Revisionskomponenten wanderten um mehr als 5 mm und mussten revidiert werden. Es handelte sich um Versorgungen des Defekttyps IIIa und IIIb nach Paprosky. Zu diesen 3 aseptischen Frühlockerungen kam ein septisches Implantatversagen. Nach einer durchschnittlichen Beobachtungszeit von 9 Jahren befanden sich somit 93% der untersuchten Implantate ohne eine weitere Revision in situ und waren zu 95% frei von aseptischem Implantatversagen. Nach mehr als 10 Jahren klinischer Anwendung erweist sich die operative Versorgung mit der LOR-Pfanne als erfolgreiches Revisionskonzept, das auch einen biologischen Wiederaufbau von Knochendefekten ermöglicht. Das Verfahren hat sich auch im Vergleich mit anderen Methoden, die über ähnlich lange Beobachtungszeiten verfügen, zur Rekonstruktion des Azetabulums bei Pfannenlockerungen bewährt.

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5

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

32. McGann WA, Welch RB, Picetti GD (1988) Acetabular preparation in cementless revision total hip arthroplasty. Clin Orthop 235:35–46 33. Morscher E, Dick W, Seelig W (1989) Revisions-Arthroplastik des Hüftgelenks mit autologer und homologer Spongiosa. Orthopäde 18:428–437 34. Morsi E, Garbuz D, Gross AE (1994) Revision total hip arthroplasty with shelf bulk allografts. A long-term followup study. J Arthroplasty 11:86–90 35. Mulroy RD, Harris WH (1990) Failure of acetabular autogenous grafts in total hip arthroplasty. Increasing incidence: a follow-up note. J Bone Joint Surg 72A:1536–1540 36. Nunn D, Freeman MAR, Hill PF, Evans SJW (1989) The measurement of migration of the acetabular component of hip prostheses. J Bone Joint Surg 71B:629–631 37. Oh I, Harris WH (1982) Design concepts, indications, and surgical technique for use of the protrusio shell. Clin Orthop 162:175–184 38. Padgett DE, Kull L, Rosenberg A, Sumner DR, Galante JO (1993) Revision of the acetabular component without cement after total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg 75A: 663–673 39. Paprosky WG, Magnus RE (1994) Principles of bone grafting in revision total hip arthroplasty. Acetabular technique. Clin Orthop 298:147–155 40. Paprosky WG, Perona PG, Lawrence JM (1994) Acetabular defect classification and surgical reconstruction in revision arthroplasty. A 6-year follow-up evaluation. J Arthroplasty 9:33 41. Pellicci PM, Wilson PD, Sledge CB, Salvati EA, Ranawat CS, Poss R, Callaghan JJ (1985) Long term results of revision total hip replacement. J Bone Joint Surg 67A:513–516 42. Perka C, Ludwig R (2001) Reconstruction of segmental defects during revision procedures of the acetabulum with the Burch-Schneider anti-protrusio cage. J Arthroplasty 16:568–574 43. Pollock FH, Whiteside LA (1992) The fate of massive allografts in total hip acetabular revision surgery. J Arthroplasty 7(3):271–276 44. Silverton CD, Rosenberg AG, Sheinkop MB, Kull LR; Galante JO (1995) Revision total hip arthroplasty using a cementless acetabular component. Technique and results. Clin Orthop 319:201–208 45. Stiehl JB (1995) Extensile anterior column acetabular reconstruction in revision total hip arthroplasty. Semin Arthroplasty 6:60–67 46. Strömberg CN, Herberts P (1994) A multicenter 10-year study of cemented revision total hip arthroplasty in patients younger than 55 years old. A follow-up report. J Arthroplasty 9:595–601 47. Surace MF, Zatti G, De Pietri M, Cherubino P (2006) Acetabular revision surgery with the LOR cup: three to 8 years’ follow-up. J Arthroplasty 21:114–121 48. Sutherland CJ (1996) Early experience with eccentric acetabular components in revision total hip arthroplasty. Am J Orthop 25:284–289 49. Tanzer, M, Drucker D, Jasty M, McDonald M, Harris WH (1992) Revision of the acetabular component with an uncemented Harris-Galante porous-coated prosthesis. J Bone Joint Surg Am 74:987–994 50. Zehnter M, Ganz R (1994) Midterm results (5.5–10 years) of acetabular allograft reconstruction with the acetabular ring during total hip revision. J Arthroplasty 9:469–479

165 5.3 · Abstützschalen ohne Laschen

5.3

5

Abstützschalen ohne Laschen

Die Hakendachschale in der Revision komplexer Pfannenlockerungen Ph. Henle, K.-A. Siebenrock

5.3.1 Einführung

Im Gegensatz zu einfachen Pfannenlockerungen, die meist durch den Einsatz größerer Implantate ohne größere Probleme revidiert werden können, ergeben sich insbesondere beim Auftreten ausgedehnter Substanzdefekte Schwierigkeiten im Hinblick auf die Verankerung von Revisionsimplantaten. Ossäre Defekte entstehen meist durch die Bewegung des gelockerten Implantats selbst bzw. durch abriebinduzierte Osteolysen. Hierdurch wird eine Migration der Pfanne nach medial und kranial begünstigt, die bis zum Einbruch der Pfanne in das kleine Becken bzw. einer Kontinuitätsunterbrechung des Beckens führen kann. Zur Rekonstruktion solch ausgedehnter Defekte wird meist neben speziellen Implantaten auch eine Aufbauplastik mit autologer oder homologer Spongiosa, strukturierten Knochentransplantaten oder ggf. Knochenersatzstoffen notwendig sein. Zum Schutz dieser Aufbauplastiken und um ein bestmögliches Einheilen der Knochensubstanz zu ermöglichen, bedarf es der Kraftüberleitung aus dem Hüftgelenk auf stabile Teile des Azetabulums bzw. angrenzender ossärer Strukturen ohne Verlagerung des physiologischen Drehzentrum des Hüftgelenks. Diese Eigenschaften werden im Prinzip der Hakendachschale vereint, für die mittlerweile 10-Jahres-Ergebnisse bezüglich der Revision komplexer Lockerungen von Hüftprothesenpfannen vorliegen.

5.3.2 Die Hakendachschale

Die Hakendachschale entstand als Weiterentwicklung des Müller-Rings und wurde ursprünglich zur Behandlung der Dysplasie-Koxarthrose entwickelt. Bei Patienten mit Dysplasie-Koxarthrose wird die Problematik ebenfalls hauptsächlich durch die Dezentrierung des Drehzentrums sowie azetabulärer Malformationen bestimmt. Die in diesem Kollektiv erzielten, sehr guten Resultate ließen auch auf eine erfolgreiche Behandlung von komplexen Pfannenlockerungen mit entsprechenden Substanzdefekten und azetabulärer Migration hoffen. Die Hakendachschale besteht aus einer azetabulären Hemisphäre, die als Charakteristikum einen nach kaudal gerichteten Haken aufweist. Der Haken ermöglicht ein Einhängen des Implantats in der Incisura acetabuli, die als Referenzpunkt auch in schwerst destruierten Hüftpfannen meist noch zu identifizieren ist. Hierdurch kann mit hoher Genauigkeit das ursprüngliche Drehzentrum wiederhergestellt werden. Zusätzlich ist die azetabuläre Hemisphäre mit zahlreichen Schraubenlöchern versehen, sodass mit möglichst vielen Freiheitsgraden die Fixation des Implantats gegenüber dem die beste Knochenqualität aufweisenden Bereich möglich ist.

166

5

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

Im Gegensatz zu anderen Implantaten sind kranial keine längeren Laschen angebracht, sodass keine extensive Darstellung des supraazetabulären Anteils des Os ilium zur Fixierung notwendig ist. Kranial befindet sich lediglich eine leichte Ausziehung der Hemisphäre in die nur bei Bedarf entsprechend Schrauben eingebracht werden können. Insbesondere zur Überbrückung ausgedehnterer strukturierter Allografts kann im Einzelfall eine stabilere kraniale Verankerung des Implantats notwendig werden. Hierfür ist die Hakendachschale auch mit kranialen Laschen lieferbar. Die Hakendachschale ist aus Titan gefertigt mit einer mikroporösen Oberflächenstruktur auf der Rückseite, sodass eine implantatspezifische Osseointegration begünstigt wird. Das Implantat ist in den Durchmessern von 38–64 mm verfügbar und wird generell mit einer um 2–4 mm kleineren Polyethylenpfanne kombiniert. In den Größen 54 und 60 mm steht die Hakendachschale auch mit zusätzlich kranialen Laschen zur Verfügung. Da die Polyethylenpfanne relativ frei in der Hakendachschale zementiert werden kann, spielt die Positionierung der Hakendachschale bezüglich Version und Inklination eine untergeordnete Rolle. Dies ermöglicht die Ausrichtung der Hakendachschale ganz nach den lokalen Bedingungen, um eine möglichst hohe Primärstabilität zu erzielen.

5.3.3 Operationstechnik

Wir empfehlen die Durchführung der Revisionsoperation in Seitenlage des Patienten. Wahlweise kann die Darstellung des Hüftgelenks transgluteal oder über eine Trochanterosteotomie erfolgen. Nach Entfernung anteriorer Kapselanteile wird das Hüftgelenk disloziert und die gelockerte, azetabuläre Prothesenkomponente entfernt. Stellt sich die femorale Komponente in der mechanischen Prüfung als stabil dar, wird sie belassen. Die Gelenkkapsel sowie Narbengewebe, Debris, Membranen und Zementreste werden komplett entfernt. Zur korrekten Positionierung der Hakendachschale ist die Identifikation der Incisura acetabuli am kaudalen Pfannenrand zwingend erforderlich. Mit Probekomponenten kann die Größe des zu verwenden Implantates bestimmt werden. Das Azetabulum wird nur sparsam aufgefräst, zur Glättung von Kanten und um einen möglichst optimalen Implantatsitz zu ermöglichen. Die Hakendachschale kann hierfür mit vergleichsweise hoher Inklination implantiert werden, da entsprechende Ausgleichmöglichkeiten bei der Zementierung der Polyethylenpfanne gegeben sind. Damit kann die noch vorhandene Knochensubstanz maximal ausgenutzt werden. Die Dachschale gilt als gut positioniert, wenn bereits ohne Schraubenfixierung aufgrund der Verklemmung des Implantats eine gewisse Primärstabilität erzielt werden kann. Liegt ein ossärer Defekt vor, der mittels Knochentransplantaten rekonstruiert werden muss, wird vor der Fixierung die Dachschale zunächst wieder entfernt und entsprechend Spongiosa oder strukturierte Knochentransplantate im Azetabulum angelagert. Werden die Transplantate nicht ausreichend durch die nachfolgende Implantation der Dachschale fixiert, können zusätzliche Stabilisierungen durch Schrauben oder dem Azetabulumrand angelagerte Platten erforderlich sein. Nach erfolgter Defektrekonstruktion wird die Hakendachschale durch Einschlagen im Azetabulum verklemmt und nachfolgend mit vollgewindigen Spongiosaschrauben in Richtung des besten noch vorhandenen Bone Stocks fixiert. Abschließend erfolgt in gewöhnlicher Technik und Ausrichtung die Zementierung der Polyethylenpfanne.

167 5.3 · Abstützschalen ohne Laschen

5

5.3.4 Klinische Ergebnisse nach mindestens zehn Jahren

Patienten und Methode Patientenkollektiv Zur Evaluation der Ergebnisse der Hakendachschale als Revisionsimplantat bei schwierigen Hüftpfannen-Lockerungen führten wir eine klinische und radiologische Nachuntersuchung in diesem Patientengut durch. 54 Patienten mit 57 entsprechend operierten Hüftgelenken konnten identifiziert werden, bei denen die Revisionsoperation mindestens 10 Jahre zurücklag. Innerhalb des Nachuntersuchungszeitraumes waren 18 Patienten (19 Hüftgelenke) an nicht mit der Revisionsoperation im Zusammenhang stehenden Ursachen verstorben. Des Weiteren konnten zwei Patienten (2 Hüftgelenke) zum Nachuntersuchungszeitpunkt nicht ausfindig gemacht werden. Informationen bezüglich dieser für eine Nachuntersuchung nicht mehr zur Verfügung stehender Patienten wurden bei Familienangehörigen beziehungsweise beim zuletzt behandelnden Hausarzt eingeholt. Die verbleibenden 34 Patienten (36 Hüftgelenke) wurden nach durchschnittlich 11,4 (10,0–14,5) Jahren einer klinischen und radiologischen Kontrolluntersuchung zugeführt. Das Durchschnittsalter in diesem Kollektiv betrug bei Durchführung der Revisionsoperation 62,5 (47–80) Jahre.

Operative Eingriffe Alle Operationen wurden derzeit in Rückenlage des Patienten durchgeführt. In 26 Fällen erfolgte die Darstellung des Azetabulums über einen transglutealen Zugang, wohingegen in 10 Fällen eine Trochanterosteotomie notwendig war. Bei 7 Hüftgelenken stellte die zum Einschluss in das Kollektiv führende Revision bereits die 2. Revisionsoperation dar, in 2 Fällen waren schon 2 Revisionen durchgeführt worden. Bei 23 Hüftgelenken wurde die Indikation zur Revision aufgrund einer radiologisch gesicherten, aseptischen Lockerung beider Prothesenkomponenten gestellt, bei 11 Patienten wurde von einer lediglich auf der azetabulären Seite gelockerten Prothese ausgegangen. Bei 2 Patienten stellte die Revision einen Wiedereinbau nach vorgängiger Explantation einer septisch gelockerten Prothese dar (⊡ Tabelle 5.2). Letztendlich wurden bei 25 Hüftgelenken beide Prothesenkomponenten gewechselt, bei 11 Hüftgelenken konnte die Schaftkomponente erhalten werden.

Defektklassifikation Die Klassifizierung der azetabulären Defekte erfolgte nach dem Schema der »American Academy of Orthopaedic Surgeons (AAOS)« die bereits in  Kap. 3.3 eingehend erläutert wurde. In über der Hälfte der nachuntersuchten Fälle lagen kombinierte segmentale und kavitäre

⊡ Tab. 5.2. Indikationen zur Pfannenrevision Indikation

Anzahl Hüftgelenke (Σ = 36)

Aseptische Lockerung beider Prothesenkomponenten

23

Aseptische Lockerung der azetabulären Komponente

11

Septische Prothesenlockerung

2

168

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

⊡ Tab. 5.3. Klassifikation der azetabulären Defekte nach AAOS ( Kap. 3.3)

5

Typ

Defektart

Anzahl Hüftgelenke (Σ = 36)

1

Segmentale Defekte

–

2

Kavitäre Defekte

14

3

Kombinierte kavitäre und segmentale Defekte

19

4

Diskontinuitäten

3

5

Arthrodesen

–

⊡ Tab. 5.4. Knochentransplantate zur Defektrekonstruktion Transplantat

Anzahl Hüftgelenke (Σ = 36)

Kein Transplantat

9

Spongiosa – Autolog – Homolog

12 5

Kortikospongiöser Block – Autolog – Homolog

3 7

Defekte (Typ 3, n = 19) vor, gefolgt von alleinig kavitären Defekten (Typ 2, n = 14) und azetabulären Diskontinuitäten (Typ 4, n = 3; ⊡ Tabelle 5.3).

Aufbauplastik, Knochentransplantation Bei größeren Defekten wurde in 27 Hüftgelenken eine Aufbauplastik mit Anlagerung von Eigen- (n = 15) oder Fremdknochen (n = 12) notwendig. In 10 Fällen wurde dabei strukturiertes Knochenmaterial in Form eines kortikospongiösen Blocks verwendet. Diese Technik kam insbesondere bei ausgedehnten Defekten zur Anwendung, wobei nur in wenigen Fällen eine zusätzliche Schraubenfixation des Knochenblocks notwendig war. In der Mehrzahl der Fälle konnte das Transplantat durch Verklemmung hinter der Hakendachschale oder mittels der Implantat-verankernden Spongiosaschrauben ausreichend stabilisiert werden. In 17 Fällen hingegen war die Anlagerung spongiösen Knochens ausreichend zur Defektfüllung (⊡ Tab. 5.4). Autologe Spongiosa wurde in allen Fällen vom Beckenkamm der Gegenseite entnommen. Eine zusätzliche Herausforderung lag in den drei Fällen mit azetabulärer Kontinuitätsunterbrechung vor. Hier war zusätzlich die Stabilisation der tragenden Strukturen mittels Plattenosteosynthese erforderlich.

Implantate Die Implantatwahl fiel zumeist auf die Hakendachschale mit einem Durchmesser von 54 mm, wobei Implantate von 48–60 mm zur Anwendung kamen. Die Fixation des Implantats wurde durch 3–6 Spongiosaschrauben gesichert, wobei ausschließlich Schrauben mit Vollgewinde

169 5.3 · Abstützschalen ohne Laschen

5

⊡ Tab. 5.5. Radiologische Kriterien zur Stabilitätsbeurteilung der Hakendachschale Sichere Lockerungszeichen

Progressive oder neu aufgetretene Saumbildung >1 mm kranial und medial der Hakendachschale oder der Schrauben Bruch des Hakens oder mehr als einer Schraube Migration der Hakendachschale >2 mm

Potentielles Lockerungszeichen

Einzelner Schraubenbruch ohne zusätzliche Lockerungszeichen

zur Anwendung kamen. Bei in der Regel 2–4 mm kleinerer Polyethylenpfanne kamen hier Implantate der Durchmesser von 48–56 mm zum Einsatz. In 25 Hüften wurde eine Kopfgröße von 32 mm gewählt, 11 Hüftgelenke erhielten einen 22 mm Kopf. Die Revision der 25 gelockerten Schaftkomponenten wurde in 18 Fällen mittels Müller-Geradschaft durchgeführt. In 5 Fällen mit größerem femoralen Substanzdefekt kam jeweils ein Wagner-Schaft zur Anwendung. Die beiden verbleibenden Schaftrevisionen erfolgten mit einem CDH-Schaft sowie einer Sonderanfertigung.

Prophylaxe Alle Patienten erhielten eine perioperative Antibiotikaprophylaxe mittels Cefuroxim 1,5 g i.v. 8-stündlich über 48 h sowie niedermolekulares Heparin s.c. zur Thromboseprophylaxe bis zum Übergang auf Vollbelastung.

Postoperative Kontrolle In der postoperativen Röntgenkontrolle betrug die mittlere Inklination der Hakendachschale 34,5° (25–60°). Die durchschnittliche Inklination der Polyethylenpfanne wurde mit 37,1° (28– 45°) bestimmt, deren Anteversion mit gemittelten 9,4° (1–21°). In 33 Fällen konnte durch Verwendung der Hakendachschale und der damit sichergestellten Referenzierung durch den kaudalen Haken ein anatomisches Drehzentrum des betroffenen Hüftgelenks wieder hergestellt werden. In den 3 Fällen mit nicht optimaler Rekonstruktion betrug die Abweichung 3–5 mm. Als ursächlich für die suboptimale Platzierung muss in diesen Fällen ein nicht optimal um die Incisura acetabuli geführter Haken angesehen werden. In einem Fall kam der Haken zu medial zu liegen, eventuell hervorgerufen durch ein tieferes Einsinken des Hakens beim Einschlagen der Dachschale. In den anderen beiden Fällen ergab sich eine geringfügig zu laterale Lage des Hakens. Dies kann bei unvollständigem Ausfräsen der Fossa acetabuli auftreten.

Nachuntersuchung Während der Nachuntersuchung wurden zur Stabilitätsbeurteilung konventionelle Röntgenbilder des betroffenen Hüftgelenkes in 2 Ebenen angefertigt. Die hierfür herangezogenen Kriterien sind in ⊡ Tabelle 5.5 zusammengefasst. Das klinische Ergebnis wurde mittels der Kriterien nach D’Aubigné und Postel dokumentiert.

Ergebnisse Revisionen Im Verlauf des Nachuntersuchungszeitraumes musste in 3 Fällen eine erneute Revision des operierten Hüftgelenks durchgeführt werden. Ursächlich hierfür waren ein Spätinfekt,

170

5

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

der 6,5 Jahre nach der Revisionsoperation aufgetreten war, sowie zwei erneute aseptische Pfannenlockerungen. Dabei war in beiden Fällen die Rekonstruktion eines ausgedehnten, kombinierten segmental-kavitären Azetabulumdefekts mit homologem, strukturiertem Knochenmaterial vorausgegangen. Im ersteren Fall wurde die Lockerung bereits 1 Jahr nach der Revisionsoperation klinisch apparent. Intraoperativ zeigte sich hier eine schon nach diesem kurzen Zeitraum erneut aufgetretene kraniale und dorsale Defektsituation, durch die eine mangelhafte kraniale Auflagefläche der Dachschale verursacht wurde. Über den zweiten Fall einer erneuten Pfannenrevision wegen aseptischer Lockerung liegen keine genaueren Daten bezüglich Zeitpunkt des Auftretens beziehungsweise dem intraoperativen Befund vor, da die Operation auswärtig durchgeführt wurde.

Sichere Lockerungen In drei weiteren Patienten waren zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung radiologisch sichere Lockerungszeichen vorhanden (⊡ Tab. 5.5). Ein Hakenbruch lag bei zwei dieser Patienten vor. Die präoperativen azetabulären Defekte waren bei zwei Patienten mit Typ 3 und bei einem Patienten mit Typ 4 klassifiziert worden, wobei in allen Fällen ausgedehnte Spongiosaplastiken zur Anwendung kamen. Die ersten Lockerungszeichen waren in allen 3 Fällen bereits in den ersten 2 Jahren nach der Pfannenrevision aufgetreten, die ersten Schraubenbrüche waren nach 12, 18 und 19 Monaten erkennbar. Ebenfalls ein ähnliches Bild boten die drei Patienten bezüglich der Spongiosaplastiken: Hier fehlten eindeutige Zeichen einer größeren Inkorporation des transplantierten Knochenmaterials, auch wenn Randbereiche in gewissem Umfang eine Integration vermuten lassen, sodass für eine eventuell anstehende erneute Revision geringfügig mehr Knochensubstanz zur Verankerung zur Verfügung stünde. Die klinischen Ergebnisse dieser drei Patienten zeigten trotz der radiologischen Gemeinsamkeiten ein unterschiedliches Bild. Bei einer Patientin lag trotz der Pfannenlockerung keine relevante Beschwerdesymptomatik vor, mit einem D’Aubignè-Score von 17. Bei weiterer Beobachtung zeigte sich hier auch keine Progression der Pfannenmigration, sodass hier keine Interventionsindikation bestand. Dagegen zeigten die beiden anderen Patienten mit radiologisch gesicherter Lockerung ein deutlich reduziertes klinisches Ergebnis mit Score-Werten von 7 und 9. Aufgrund schwerwiegender Begleiterkrankungen auf internistischem Fachgebiet wurde hier jedoch in Anbetracht des beträchtlichen perioperativen Risikos in Übereinstimmung mit den Patienten auf eine erneute Intervention verzichtet.

Mögliche Lockerungen Potentielle Lockerungszeichen fanden sich lediglich bei einem Patienten mit einem singulären Schraubenbruch 7 Jahre nach der Revisionsoperation. In der weiteren Verlaufsbeobachtung über 3,5 Jahre zeigten sich jedoch bei diesem Patienten keine progredienten Lockerungszeichen. Die klinische Untersuchung ergab auch hier ein gutes Ergebnis (D’Aubigné-Score 15).

Schaftlockerungen In einem Fall trat nach 11,2 Jahren eine asymptomatische Lockerung der Schaftkomponente auf, die sich radiologisch durch Osteolysen sowie einen zirkulären Saum im Bereich des Zement-Knochen-Interfaces zu erkennen gab. In 6 weiteren Fällen waren an einzelnen Stellen Osteolysen oder Aufhellungssäume im Schaftbereich erkennbar, wobei 4 dieser Schäfte im Rahmen der Revision gewechselt worden waren. Die klinische Beurteilung lag jedoch in allen Fällen im Bereich guter oder sehr guter Ergebnisse.

171 5.3 · Abstützschalen ohne Laschen

5

Klinische Ergebnisse Im Kollektiv der 33 nicht erneut revidierten Hüftgelenke betrug der mittlere Score nach d’Aubigné 14,7 Punkte (7–18). Dabei erzielten 30 Hüftgelenke (83,3% aller nachuntersuchten Hüftgelenke) einen Scorewert von 15 und mehr, was als gute und sehr gute Ergebnisse zu werten sind. In lediglich drei der nicht erneut revidierten Patienten konnten nur eine mäßige oder gar schlechte Hüftgelenkfunktion erreicht werden. Zwei dieser Patienten sind bereits unter den sicheren Implantatlockerungen beschrieben. Bei dem dritten Patienten konnte aufgrund einer unabhängig von der Hüftgelenkproblematik aufgetretenen Paraplegie kein höherer Scorewert erhoben werden (⊡ Abb. 5.9, 5.10).

Patienten ohne Nachuntersuchung Zwanzig Patienten beziehungsweise 21 Hüftgelenke standen für eine Nachuntersuchung nicht zur Verfügung. Achtzehn Patienten mit revidierten 19 Hüftgelenken waren im Verlauf der Nachuntersuchungsperiode verstorben, bei zwei Patienten war keine Kontaktaufnahme möglich. Ersatzweise konnten über Familienangehörige und Hausärzte Daten über diese Patienten erhoben werden, lediglich in einem Fall fehlten die Angaben vollständig. Bei den verbleibenden 20 Hüftgelenken war über einen Zeitraum von durchschnittlich 6,3 Jahren (0,5–9,5 Jahre) keine erneute Revisionsoperation durchgeführt worden. Verwertbare funktionelle Ergebnisse ließen sich anhand der auf diese Weise erhobenen Daten jedoch nicht rekonstruieren.

Komplikationen Heterotope Ossifikationen Als häufigste Komplikation traten bei 12 Patienten in unterschiedlichem Ausmaß periartikuläre, heterotope Ossifikationen auf (⊡ Tabelle 5.6). Eindeutig auf heterotope Ossifikationen zurückzuführende funktionelle Einschränkungen lagen jedoch nicht vor, sodass auch in keinem Fall die Indikation zur Resektion der Ossifikationen gestellt werden musste.

Mechanische Komplikationen In 4 Fällen trat nach erfolgter Revision ein Luxation der Hüftprothese auf. Nach erfolgreicher, geschlossener Reposition in allen 4 Fällen trat lediglich in einem Fall eine Reluxation auf. Bei diesem Patienten wurde aufgrund einer fehlenden Abduktorenmuskulatur 15 Monate nach der Revisionsoperation die ursprünglich eingebrachte Standardpfanne mit einer Schnapppfanne gewechselt, woraufhin keine erneuten Luxationen auftraten.

⊡ Tab. 5.6. Heterotope Ossifikationen Einteilung nach Brooker

Anzahl Hüftgelenke (Σ = 36)

Keine

24

Grad I

7

Grad II

4

Grad III

1

Grad IV

–

172

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

5

a

⊡ Abb. 5.9a–c. Zum Nachuntersuchungszeitpunkt 62-jährige Patientin mit ausgeprägter Gelenkdestruktion beidseits im Rahmen einer rheumatoiden Arthritis. Die Primärimplantation der linksseitigen Hüfttotalendoprothese erfolgte im Jahr 1972. a 1989 zeigt sich eine aseptische Lockerung der azetabulären Komponente mit ausgeprägter Defektbildung sowie einer Kontinuitätsunterbrechung (AAOS-Typ 4). b Postoperative Röntgenbildgebung nach Durchführung der Revisionsoperation im Sinne einer Rekonstruktion des vorderen Pfeilers mittels homologem Femurkopf und Plattenosteosynthese sowie Implantation einer Hakendachschale. Das physiologische Drehzentrum des linken Hüftgelenkes konnte auf diese Art wieder hergestellt werden. c Radiologische Kontrolle 10,5 Jahre nach Revision ohne Lockerungszeichen. Die Funktionalität des Hüftgelenks wurde mit einem d’Aubigne Wert von 18 bewertet, was einem sehr guten Ergebnis entspricht

b

c

173 5.3 · Abstützschalen ohne Laschen

5

a

b

c

⊡ Abb. 5.10a–c. Zum Nachuntersuchungszeitpunkt 76-jährige Patientin, bei der im Jahre 1971 aufgrund einer Dysplasie-Koxarthrose ein endoprothetischer Ersatz des rechten Hüftgelenkes durchgeführt worden war. a 17 Jahre nach Primärimplantation zeigen sich deutliche Lockerungszeichen sowohl im Schaft- wie auch im Pfannenbereich. Auf azetabulärer Seite findet sich ein großer kavitärer Knochendefekt (AAOS-Typ 2) mit Migration der Pfanne nach kranial und medial. b Die postoperative Röntgenkontrolle zeigt die Rekonstruktion des Azetabulums mittels eines homologen Femurkopfes und Sicherung der Aufbauplastik durch die Hakendachschale. Der gelockerte Schaft wurde ebenfalls ersetzt, die Trochanterosteotomie durch Drahtzerklagen readaptiert. c 11,5 Jahre nach Revisionsoperation zeigen unverändert stabile Implantatverhältnisse und ein gut inkorporiertes Knochentransplantat. Lediglich die Cerclagen sind gebrochen, was zur Ausbildung einer Trochanterpseudarthrose führte. Diese fiel jedoch bei einem D’Aubigné-Score von 17 funktionell nicht ins Gewicht

174

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

⊡ Tab. 5.7. Komplikationen

5

Art der Komplikation

Anzahl Hüftgelenke (Σ = 36)

Prothesenluxation

4

Trochanterpseudarthrose

2

Implantatassoziierte Infektion

1

Tiefe Beinvenenthrombose

1

Lungenembolie

1

Myokardischämie

1

Bei zwei der zehn Patienten, bei denen als Zugangsweg die Trochanterosteotomie gewählt worden war, ergab sich im Verlauf die Ausbildung einer Trochanterpseudarthrose. Bei Symptomarmut war hier jedoch kein Interventionsbedarf gegeben (⊡ Tabelle 5.7).

Implantatassoziierte Infektionen Lediglich in einem Fall wurde eine Implantat-assoziierte Spätinfektion beobachtet, die mit einem Zeitpunkt des Auftretens von 6,5 Jahren als Spätinfektion mit hämatogener Ursache angesehen werden muss.

Perioperative, nichtchirurgische Komplikationen Trotz konsequenter Thromboseprophylaxe mit niedermolekularem Heparin traten in jeweils einem Fall eine tiefe Beinvenenthrombose sowie eine Lungenembolie auf, die beide jedoch folgenlos überstanden wurden. Des Weiteren trat bei einem Patienten in der postoperativen Phase eine nicht letale Myokardischämie auf.

5.3.5 Bewertung und Zusammenfassung

Die Hakendachschale als Revisionsimplantat Ausgedehnte azetabuläre Knochendefekte in Folge gelockerter Hüftprothesenpfannen stellen eine erhebliche operative Herausforderung in der Endoprothetik dar. Die Auswalzung des Pfannenlagers durch das gelockerte Implantat ist in praktisch allen Fällen mit einer Kranialisierung und Medialisierung des Gelenkdrehzentrums vergesellschaftet. Von einigen Autoren wird nicht unbedingt eine anatomische Rekonstruktion der mechanischen Verhältnisse angestrebt und eine nichtanatomische Positionierung des Drehzentrums in Anbetracht großer Defekte akzeptiert, um im Ausgleich hierfür eine möglichst optimale Verankerung im noch vorhandenen periazetabulären Knochenlager zu erzielen. Die Verwendung übergroßer Revisionspfannensysteme ( Kap. 5.2 und 5.6) wird ebenfalls von einigen Autoren zur Rekonstruktion großer Azetabulumdefekte befürwortet. Hierdurch werden zwar die Vorteile einer großflächigen Pfannenauflage auf stabilem Knochengrund mit einer besseren Rekonstruktion des Gelenkdrehzentrums kombiniert. Dafür muss in Kauf genommen werden, dass nicht unrelevante Anteile noch guten Knochenmaterials ausgefräst

175 5.3 · Abstützschalen ohne Laschen

5

werden müssen, um einen Formschluss des Implantats zu erzielen. Es besteht die Gefahr, dass das Drehzentrum in kraniokaudaler Ausrichtung gut rekonstruiert werden kann, jedoch aufgrund des zusätzlichen iatrogenen Knochenverlusts eine Medialisierungstendenz des Drehzentrums besteht. Die Hakendachschale bietet unter Beachtung oben genannter Kriterien eine ideale Alternative. Das Drehzentrum wird durch die Referenzierung am kaudalen Pfannenrand, genauer gesagt in der Incisura acetabuli, sowohl in kraniokaudaler Ausrichtung als auch mediolateral entsprechend dem anatomischen Drehzentrum ausgerichtet. Hierdurch wird die Abduktorenkraft erhalten beziehungsweise soweit noch vorhanden maximal genutzt. Zudem existieren in der Literatur Hinweise darauf, dass Abweichungen vom anatomischen Drehzentrum mit erhöhten Lockerungsraten von Hüftgelenktotalendoprothesen vergesellschaftet sind. Gleichzeitig kann die Hakendachschale in den noch bestehenden Anteilen des Azetabulums verklemmt werden und je nach Bedürfnis in Richtung der besten Knochenqualität fixiert werden. Meist bietet sich hierfür der supraazetabuläre Anteil des Os iliums an. Bei der Positionierung der Hakendachschale kann die höchste Priorität auf die stabile Fixation des Implantats gelegt werden. Hierfür kann die Hakendachschale bei kranialen Pfannenranddefekten deutlich steiler als eine primäre Pfanne implantiert werden. Durch eine weitgehend freie Positionierbarkeit der zementierten Polyethylenpfanne in der Hakendachschale kann dies wieder ausgeglichen und die gewünschte Inklination und Anteversion eingestellt werden. Knochentransplantationen zur Defektauffüllung oder Rekonstruktion tragender Strukturen werden vor Einbringen der Dachschale angebracht. Die anschließende Implantation der Hakendachschale nimmt praktisch die gesamten im Hüftgelenk wirkenden Kräfte auf, um sie an die stabilen Reststrukturen des Azetabulums weiterzuleiten, an denen sie verankert ist. Hierdurch wird das Knochentransplantat weitgehend vor mechanischen Überlastungen geschützt, was die Einheilungschance deutlich erhöht.

Einordnung der Ergebnisse Mit 30 von 36 (81%) noch vorhandenen und intakten Hüftgelenken, mindestens 10 Jahre nach Pfannenrevision mittels einer Hakendachschale stellt dieses Verfahren in diesem schwierigen Patientenkollektiv eine vergleichsweise erfolgreiche Alternative dar. Eine identische Überlebensrate wurde von einer anderen Arbeitsgruppe in einem vergleichbaren Kollektiv von 50 Hüftgelenken mit demselben Implantat berichtet (Gerber et al. 2003). In diesem Kollektiv wird als einziger valider Prediktor für eine frühe Pfannenlockerung die mangelnde Primärstabilität herausgearbeitet. Diese Vermutung hatten wir auch in unserem Patientengut bereits geäußert, ohne jedoch eine statistische Analyse dieses Zusammenhangs durchgeführt zu haben. Möglicherweise war insbesondere in zwei Fällen mit frühzeitiger Lockerung die Primärstabilität nach Auffüllung des Defektes mit einer Spongiosaplastik zu gering. Die frühe kraniale und mediale Migration der Dachschalen mag anzeigen, dass die Abstützung und Fixierung der Hakendachschale mit dem verbliebenen Knochenlager nicht ausreichend war. Ein Vergleich mit anderen Revisionsimplantaten ist aufgrund der oft breiten Streuung auch innerhalb eines Implantats aufgrund inhomogener Studienkollektive kaum möglich. Auch die relativ hohe Sterberate dieser doch meist in höherem Lebensalter befindlichen Patienten trägt zu einer mangelnden Reproduzierbarkeit der Daten bei. So war auch in unserem Patientenkollektiv bereits ein Drittel während des Nachuntersuchungszeitraumes verstorben. Wenn auch einfache Informationen, beispielsweise bezüglich notwendiger

176

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

Nachoperationen über Familienangehörige oder Hausärzte erfragt werden können, bleibt hier dennoch ein potentiell gewichtiger Unsicherheitsfaktor bezüglich der zu erzielenden Ergebnisse zurück. Unter Berücksichtigung dieser Limitationen erscheinen uns jedoch die in unserem Kollektiv erzielten Ergebnisse vorteilhaft. Eine 81%ige 10-Jahres Überlebensrate von Revisionsendoprothesen stellt nach unserer Meinung ein eher günstiges Resultat dar. Das gleiche Bild ergibt sich auch bei der Betrachtung der Hüftgelenkfunktion: In den 33 nicht revidierten Fällen konnte in 30 Fällen (91%) ein funktionell gutes oder sogar sehr gutes Ergebnis erzielt werden.

5

Fazit Die Hakendachschale stellt eine gute Option zur Revision schwieriger Pfannenlockerungen von Hüftgelenkprothesen dar. Sie eignet sich insbesondere in Kombination mit einer autologen oder homologen Knochentransplantation zur Rekonstruktion ausgedehnter azetabulärer Defekte. Die klinischen und radiologischen Nachuntersuchungen nach 10 Jahren zeigen für dieses schwierige Patientenkollektiv ein sehr gutes Ergebnis.

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177 5.4 · Pfannenrevision unter Verwendung von Stützschalen mit Laschen

5.4

5

Pfannenrevision unter Verwendung von Stützschalen mit Laschen M. Wagner

5.4.1 Einleitung

Ziel jeder Pfannenrevision bei aseptischer Lockerung einer Hüfttotalprothese ist die dauerhafte Verankerung des neuen Implantats am anatomisch korrekten Drehzentrum. Zur Versorgung von azetabulären Defekten stehen zahlreiche Revisionsimplantate zur Verfügung. Bei kleineren Defekten sind vielfach Press-fit-Pfannen mit einer zusätzlichen Spanplastik indiziert. Der erhebliche Knochenverlust mit Migration der Prothesenpfanne stellt vor allem bei einer Beckendiskontinuität den Operateur vor große Herausforderungen. In den vergangenen Jahren haben sich zahlreiche Techniken zur Versorgung dieser Defekte etabliert. Die klinischen Resultate von großen strukturierten Transplantaten waren oft unbefriedigend. Mit Jumbo-Cups, ovalen Revisionspfannen oder Double-Bubble-Cups wird der bestehende Knochendefekt mit Metall ausgefüllt, ein Wiederaufbau des geschädigten Knochens ist mit diesen Techniken nicht zu erreichen. Nicht immer kann mit diesen Implantaten das Drehzentrum distalisiert werden. Langzeitresultate von Revisionspfannen, die mit einem konischen Stiel im Os ileum in Richtung auf die Iliosakralfuge verankert werden, fehlen noch [14]. In der Vergangenheit wurden große Knochendefekte des Typs Paprosky IIIa und IIIb [7] von vielen Operateuren mit Pfannenschalen, die sich mit Laschen am Os ileum und Os ischium abstützen, versorgt.

5.4.2 Implantate

Der klassische Vertreter von Abstützschalen mit einer Lasche ist der Burch-Schneider-Ring [11], über den schon in der Vergangenheit gute Langzeitresultate publiziert wurden [3]. Andere Schalen verwenden in Anlehnung an die Technik von Kerboul [5] die distale Fixation mit einem Haken um die Incisura acetabuli. Diese Haken erleichtern intraoperativ die korrekte Positionierung des Implantats am ursprünglichen Drehzentrum. Stützschalen mit Laschen sind vielfach anatomisch geformt, daher sind Rechts-links-Varianten verfügbar. Die Implantate erfordern die Rekonstruktion der Knochendefekte mit Transplantaten. Die ursprünglich favorisierte Auffüllung der Defekte mit Methylmetacrylatzement führt zu eindeutig schlechteren Ergebnissen [10]. Stützschalen mit Laschen werden von verschiedenen Herstellern angeboten. Als Materialien finden Titan und Kobalt-Chrom-Legierungen Verwendung. Der Burch-Schneider-Ring1 überbrückt die Defektzone des geschädigten Azetabulums, die proximale Lasche liegt der Außenfläche des Os ileum an, die untere Lasche wird im Sitzbein platziert. Eine Schraubenfixation kann an der Außenfläche des Os ileum und im Pfannenkavum erfolgen. Die Verschraubung der kaudalen Lasche ist nicht erforderlich. In den Ring wird eine Polyethylenpfanne einzementiert. Der Knochenzement wird nur zur Fixation der Polyethylenpfanne im metallischen Implantat verwendet. Die eigentliche Implantatverankerung ist zementfrei. Der Burch-Schneider-Ring wird seit vielen Jahren

1

Hersteller: Zimmer, Winterthur, Schweiz

178

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

5 ⊡ Abb. 5.11. Burch-Schneider-Ring

in Titan gefertigt, die Rückseite ist grobgestrahlt, um eine Osseointegration zu erleichtern. Seit dem Jahr 2006 ist eine modifizierte Version mit anatomisch vorgebogenen Laschen verfügbar, die intraoperativ nur selten nachgebogen werden müssen. Es sind Implantatgrößen von 40–62 mm verfügbar (⊡ Abb. 5.11).

5.4.3 Indikation und Kontraindikation

Die Indikation für eine Stützschale mit Lasche ist der ausgedehnte kavitäre oder segmentale Pfannendefekt, der nicht mit einem Primärimplantat oder einer kleineren Pfannendachschale versorgt werden kann. Der verbliebene Knochen muss jedoch ausreichend kräftig sein, damit eine stabile Schraubenosteosynthese erfolgen kann. Die Laschen müssen sich großflächig auf vitalem Knochen abstützen. Eine Stützschale mit Lasche sollte bei besonders schwerer Osteoporose nicht implantiert werden, die zuverlässige Schraubenfixation ist zwingend erforderlich. Zurückhaltung ist auch bei bestrahltem Knochen angezeigt.

5.4.4 Operationstechnik

Präoperativ wird mit einer Planungszeichnung die Größe und Position der Abstützschale festgelegt. Im Allgemeinen sind konventionelle Röntgenaufnahmen zur präoperativen Planung ausreichend, nur in Ausnahmefällen ist eine Computertomographie oder eine Gefäßdarstellung erforderlich. Zur Implantation einer Abstützschale ist grundsätzlich jeder operative Zugang zum Hüftgelenk geeignet. Bei großen Defekten mit erheblicher Pfannenwanderung in Richtung des kleinen Beckens kann es notwendig werden, das Becken von medial her darzustellen. Besondere Vorsicht ist bei kraniomedial dislozierten Implantaten in der Nähe der großen Gefäße geboten. Ist bei einer Beckendiskontinuität eine zusätzliche Osteosynthese erforderlich, wird meistens eine gebogene Rekonstruktionsplatte vom Os ileum über den hinteren Pfannenrand auf das Os ischium geführt und verschraubt. Diese Osteosynthesen sind nur über einen hinteren Zugang möglich. Nach Entfernung des Granulationsgewebes und der

179 5.4 · Pfannenrevision unter Verwendung von Stützschalen mit Laschen

5

gelockerten Implantate wird der Defekt mit der präoperativen Defektklassifikation verglichen. Liegt eine Diskontinuität des Beckens vor, muss entschieden werden, ob eine zusätzliche Osteosynthese notwendig wird. Lassen sich die Fragmente mehr als 3–4 mm bewegen, sollte eine zusätzliche Plattenosteosynthese erfolgen. Mit allogenen Knochenchips wird der Defekt ausgefüllt. Große strukturierte Transplantate sollten wegen der problematischen Langzeitresultate Einzelfällen vorbehalten bleiben. Bei ausgedehnten kranialen Osteolysen und großen Defekten des hinteren Pfeilers sind aber erfahrungsgemäß Knochenchips nicht ausreichend [8, 15], häufig ist dann eine erhebliche Implantatmigration zu beobachten. In diesen Fällen sollte ein strukturiertes Transplantat zur Defektrekonstruktion unter der Abstützschale Verwendung finden. Eine Abstützschale entsprechender Größe wird nach Rekonstruktion der Defekte in das Os ischium eingeführt, gelegentlich muss das Implantat gebogen werden, damit die proximale Lasche gut dem Os ileum anliegt. Zum Einführen der kaudalen Lasche sollte ein Schlitz im Os ischium präpariert werden. Bei einer Osteolyse, die weit in das Sitzbein reicht, muss die Lasche vorsichtig eingetrieben werden, damit es nicht zu einer Fraktur kommt. Vor der definitiven Verschraubung kann die Implantatposition im Röntgenbildverstärker kontrolliert werden. Die Schrauben sollten auf die Iliosakralfuge ausgerichtet sein. Schrauben, die quer zur Hüftresultierenden laufen, brechen häufig. Beim Bohren und Einsetzen der Schrauben ist sorgfältig darauf zu achten, dass keine intrapelvinen Strukturen verletzt werden. Die Polyethylenpfanne wird in der erforderlichen Position mit wenig Knochenzement in der Abstützschale einzementiert. Es sollte möglichst wenig Knochenzement in die Transplantate eindringen. Die Zementfixation erlaubt gegenüber der zementfreien Verankerung zwischen Metallschale und Polyethyleninlay eine fast freie Wahl der Position der Polyethylenpfanne, dabei ist auf ein mögliches Impingement zwischen Stützschale und Prothesenschaft zu achten (⊡ Abb. 5.12–5.14).

5.4.5 Resultate

In einer Vielzahl von Publikationen wurden gute Langzeitresultate, insbesondere für den Burch-Schneider-Ring publiziert (⊡ Tabelle 5.8). In allen Studien wird eine teilweise eindrucksvolle Verbesserung der Hüftgelenksfunktion im Harris-Hip-Score dokumentiert [17].

⊡ Tab. 5.8. Publizierte aseptische Lockerungen des Burch-Schneider-Rings Autor

Jahr

Fälle

Nachuntersuchungszeit [Jahre]

Aseptische Lockerung

Symeonides [13]

1997

22

8,0

0

Böhm [2]

1999

26

11,0

2

Perka [8]

2001

79

5,5

3

Weise [16]

2003

41

7,3

0

Ilchmann [4]

2006

70

4,7

2

Pieringer [9]

2006

67

4,1

4

180

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

5

a

b

c

d

⊡ Abb. 5.12a–d. Röntgenverlaufsserie eines 67-jährigen Mannes. a Nach Implantation einer zementfreien Polyethylen-Schraubpfanne findet sich eine ausgedehnte Osteolyse am Azetabulum. b Drei Monate nach Auffüllen der Defekte mit allogenem Knochen und Implantation einer Abstützschale. c Nach 1 Jahr ist ein Einbau des allogenen Knochens mit Homogenisierung der Knochenstruktur zu erkennen. d 10 Jahre nach Implantation des BurchSchneider-Rings findet sich ein gutes klinisches und radiologisches Ergebnis

181 5.4 · Pfannenrevision unter Verwendung von Stützschalen mit Laschen

a

b

5

c

⊡ Abb. 5.13a–c. Fallbeispiel einer 76-jährigen Patientin. a 18 Jahre nach Implantation einer zementierten Hüfttotalendoprothese ist es zu einer Lockerung mit Beckendiskontinuität gekommen. b 14 Tage nach Prothesenauswechselung mit Burch-Schneider-Ring und Osteosynthese mit einer Rekonstruktionsplatte. c Zwei Jahre postoperativ ist die Beckendiskontinuität verheilt, der Burch-Schneider-Ring zeigt keine erkennbare Migration

a

b

⊡ Abb. 5.14. a Erhebliche Migration der zementierten Prothesenpfanne bei einer 55-jährigen Patientin 22 Jahre nach Implantation einer zementierten Hüfttotalendoprothese. b Distalisierung des Drehzentrums mit ausgedehnter allogener Spanplastik unter Verwendung eines Burch-Schneider-Rings

182

5

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

Bei vielen Patienten verbleibt aber ein Insuffizienzhinken, das vor allem durch eine Schwäche der pelvitrochantären Muskulatur verursacht wird [8]. Diese kann durch eine Läsion des N. glutaeus superior oder die direkte Schädigung der Glutealmuskulatur bei der Implantation verursacht werden. Eine schwache Abduktorenmuskulatur kann auch für eine Luxationsneigung mit verantwortlich gemacht werden [15]. Schlechte Resultate werden vor allem bei den Defekten des Typs Paprosky IIIa und IIIb, bei der Beckendiskontinuität und großen Defekten im hinteren Pfeiler berichtet. Offensichtlich unterliegen diese Abstützschalen einer nicht unerheblichen Migration [4, 12]. Ilchmann konnte in einer Studie eine mittlere jährliche Migration des Burch-Schneider-Rings von 2,8 mm nachweisen. Prinzipiell sollte die kaudale Lasche in das Os ischium eingetrieben werden, nicht immer gelingt dies intraoperativ. Ob hierdurch eine höhere Lockerungsrate provoziert wird, wird in der Literatur kontrovers diskutiert [3, 8]. Die Komplikationen nach Implantation einer Abstützschale entsprechen den üblichen nach einem Endoprothesenwechsel. Es wird aber vereinzelt über erhebliche Blutungen und Verletzungen der Harnblase berichtet [8, 9]. Klinischer Befund und radiologisches Bild stimmen häufig nicht überein, auch radiologisch lockere Abstützschalen können teilweise ein fast beschwerdefreies Gehen ermöglichen. Nach den bisher publizierten Arbeiten verlangt der Burch-Schneider-Ring eine besonders sorgfältige Nachkontrolle. Das Augenmerk ist auf Schraubenbrüche und Resorptionssäume zu richten, diese kündigen oft ein drohendes Versagen des Ringes an. Bei einer Instabilität einer Abstützschale kann es innerhalb weniger Monate bereits zu einem Implantatbruch kommen [9]. Die kraniale Positionierung einer Abstützschale ist offensichtlich mit einer hohen Lockerungsrate verbunden [3].

5.4.6 Diskussion

Die Rekonstruktion von großen Pfannendefekten ist immer noch eine der großen Herausforderungen der Hüftendoprothetik. Viele unterschiedliche Techniken wurden in der Vergangenheit publiziert. Abstützschalen mit Laschen sind bewährte Implantate bei der Revision ausgedehnter Knochendefekte am Becken. Mit einer Abstützschale mit Lasche wird die druckübertragende Fläche am revidierten Azetabulum vergrößert, das eingebrachte Transplantat geschützt und somit das Risiko der Implantatwanderung reduziert [6]. Alternative Verfahren sind große Pfannenimplantate, die lediglich den Knochendefekt mit Implantatwerkstoff auffüllen und bei der nächsten Revision einen noch größeren Knochendefekt zur Folge haben sowie große Allografts mit ihren bekannten Langzeitproblemen. Die Fixation der Abstützschale an der Außenfläche des Os ileum und im Os ischii führt zu einer hohen initialen Stabilität, die korrekte Operationstechnik ist Voraussetzung für ein gutes Langzeitergebnis. In der Literatur sind teilweise erhebliche intraoperative Komplikationen beschrieben [8, 9]. Zweifelsohne besteht eine Lernkurve bei der Verwendung dieser Implantate [15]. Bei unzureichender Primärstabilität ist eine rasche Wanderung oder ein Implantatbruch zu erwarten [4, 9]. Das Einbringen der proximalen Lasche kann in Einzelfällen schwierig sein, es ist dabei darauf zu achten, dass weder die Muskulatur der Abduktoren noch der N. glutaeus superior verletzt werden. Die technischen Anforderungen bei der Implantation einer Stützschale dürfen daher nicht unterschätzt werden. Das Implantat muss mit seiner proximalen Lasche großflächig dem Knochen aufliegen, große kaudale und posteriore Defekte erfordern strukturierte Transplantate. Bei einer Beckendiskontinuität mit erheblicher Instabilität der Fragmente ist eine zusätzliche Osteosynthese indiziert.

183 5.4 · Pfannenrevision unter Verwendung von Stützschalen mit Laschen

5

Eine Rekonstruktion der knöchernen Defekte ist unverzichtbar. Zahlreiche Studien haben eindrucksvoll bewiesen, dass bei korrekter Technik gute Langzeitresultate zu erwarten sind. Revisionen mit großen Defekten im hinteren Pfeiler und Paprosky-IIIb-Defekten sind in den publizierten Studien [8, 15] mit einer höheren Versagerquote behaftet. Bei ausgedehnten Osteolysen, die keinen sicheren Kontakt zwischen den Laschen und gesundem Knochen erlauben, und bei schwerer Osteoporose, die eine sichere Schraubenfixation nicht zulässt, sollten alternative Verfahren erwogen werden.

Literatur 1. Berry DJ, Müller ME (1992) Revision arthroplasty using an antiprotrusio cage for massive acetabular bone deficiency. J Bone Joint Surg [Am] 74:711–715 2. Böhm P, Banzhaf S (1999) Acetabular revision with allograft bone. 103 revisions with 3 reconstruction alternatives, followed for 0.3–13 years. Acta Orthop Scand 70:240–249 3. Gill TJ, Sledge GB, Müller ME (1998) The Burch-Schneider anti-protrusio cage in revision total hip arthroplasty: indications principles and long-term results. J Bone Joint Srg [Br] 80:946–953 4. Ilchmann T, Gelzer JP, Winter E, Weise K (2006) Acetabular reconstruction with the Burch-Schneider ring. Acta Orthop Scand 77:79–85 5. Kerboul M (1985) Total hip replacement for congenital dislocation of the hip. In: Postel M, Kerboul M, Evrard J, Curpied JJ (eds) Total hip replacement. Springer, Berlin Heidelberg New York, pp 51–66 6. Oh I, Harris WH (1982) Design concepts, indications, and surgical technique for use of the protrusion shell. Clin Orthop 162:175–184 7. Paprosky WG, Perona PG, Lawrence JM (1994) Acetabular defect classification and surgical reconstruction in revision arthroplasty: a 6-year follow-up evaluation. J Arthroplasty 9:33–44 8. Perka C, Ludwig R (2001) Reconstruction of segmental defects during revision procedures of the acetabulum with the Burch-Schneider anti-protrusio cage. J Arthroplasty 18:568–574 9. Pieringer H, Auersperg V, Böhler N (2006) Reconstruction of severe acetabular bone-deficiency. J Arthroplasty 21:489–496 10. Rosson J, Schatzker J (1992) The use of reinforcement rings to reconstruct deficient acetabula. J Bone Joint Surg [Br] 74:716–720 11. Schneider R (1985) Die Totalprothese der Hüfte: Ein biomechanisches Konzept und seine Konsequenzen. In: Akt. Probleme in Chirurgie und Orthopädie. Huber, Bern 12. Snorrason F, Kärrhom J (1990) Early loosening of revsion hip-arthroplasty. J Arthroplasty 5:217–229 13. Symeonides P, Petsatodes G, Pournaras J, Kapetanos G, Christodoulou A, Papadopoulos P (1997) Replacement of deficient acetabulum using Burch-Schneider cages. 22 patients followed for 2–10 years. Acta Orthop Scand 275:30–32 14. Tohtz S, Katterle H, Matziolis G, Drahn T, Perka C (2007) Die Rekonstruktion großer segmentaler Knochendefekte mit der Sockelpfanne – Einflussfaktoren auf das Migrations- und Lockerungsverhalten. Z Orthop 145:176–180 15. Udomkiat P, Dorr LD, Won YY, Longjohn D, Wan Z (2001) Technical factors for success with metal ring acetabular reconstruction. J Arthroplasty 16:961–969 16. Weise K, Winter E (2003) Revision arthroplasty – acetabular aspect: cementless acetbular bone reconstruction. Int Orthop 27 (Suppl 1):S29–S36 17. Winter E, Piert M, Volkmann R, Maurer F, Eingartner C, Weise K, Weller S (2001) Allogeneic cancellous bone graft and a Burch-Schneider ring for acetabular reconstruction in revision hip arthroplasty. J Bone Joint Surg 83 [Am]:862–867

184

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

5.5

Die modulare Revisionspfanne MRS-Titan P. Thümler

5.5.1 Einleitung

5

Große azetabuläre Defekte sollten, wenn immer möglich, biologisch rekonstruiert werden, um im Falle einer erneuten Lockerung eine stabile Reimplantation zu gewährleisten. Primäre Ziele beim Pfannenwechsel sind neben der anatomischen Rekonstruktion die Primärstabilität. Bei der präoperativen Planung muss berücksichtigt werden, dass zwischen nativ-radiologisch ermitteltem Defektausmaß und dem realen intraoperativen Befund erhebliche Diskrepanzen auftreten können. Da in der Regel der Defekt intraoperativ meist größer als erwartet ist, sind die bestehenden Defektklassifikationen nur als strategisches Hilfsmittel anzusehen. Für die Rekonstruktion ausgedehnter Zerstörungen des Pfannenlagers ist neben der Bereitstellung eines geeigneten Implantates das Führen einer Knochenbank unter Beachtung der geltenden Richtlinien Voraussetzung. Da Spongiosaplastiken biologisch höherwertig sind als solide Knochentransplantate, sollte diesen der Vorzug gegeben werden. Voraussetzung ist eine stabile Verankerung des Implantats am vitalen Knochen, da Spongiosa oder auch kortikospongiöse Späne nur eine geringe Tragfähigkeit aufweisen und lediglich in relativer Ruhe revitalisiert werden. Zur Versorgung großer azetabulärer Destruktionen, insbesondere der Defektklassifikation IIIa und IIIb nach Paprosky sowie von Pfannendiskontinuitäten, haben wir Anfang der 90er Jahre diese modulare Revisionsstützpfanne entwickelt, die eine nahezu uneingeschränkte individuelle Anpassbarkeit an den intraoperativen Situs mit Wiederherstellung des anatomischen Rotationszentrums bei großer Primärstabilität gestattet.

5.5.2 Implantat

Die modulare Revisionspfanne MRS-Titan setzt sich zusammen aus einem Basisring mit kaudalem Abstützhaken, einer oder zwei Abstützlaschen kranial (35 mm und 60 mm), der sphärischen Hüftpfanne und dem PE-Einsatz (als Normal-, Schnapp- oder Dysplasie-Inlay verfügbar). Außerdem kann ein Antiluxationsset aufmontiert werden (⊡ Abb. 5.15). Die Komponenten der Revisionspfanne sind aus der Schmiedelegierung Titan-Aluminium-Niob (TiAI6Nb7) gefertigt. Durch optimierte Fertigungs- und Oberflächenbearbeitungsverfahren wird eine hohe Dauerschwingfestigkeit erreicht. Die Laschenrohlinge werden mit einer Laserschneidanlage in Walzrichtung ausgeschnitten. Nach Bohren und Biegen der Laschen erfolgt das Verziehen und Abrunden der Außenkanten mit Hilfe einer Gleitschleiftechnik. Anschließend werden sämtliche Schleifrückstände im Ultraschallbad entfernt, die Bauteile mit Stahlkugeln gestrahlt und zur Entfernung eventueller Eisenrückstände mit Glasperlen nachgestrahlt. In zahlreichen Vorversuchen hat sich die sogenannte äquidistante Lochanordnung als überlegen erwiesen. Die Benutzung eines speziellen Biegeinstrumentariums vermeidet Kerbwirkungen (⊡ Abb. 5.16). Durch das Vorbiegen der Laschen können die intraoperativen Biegevorgänge auf ein Minimum reduziert werden. Zur Grobanpassung stehen Alu-Biegeschablonen zur Verfügung. In der Regel werden zum Defektaufbau speziell vorbereitete Spongiosa-Chips

185 5.5 · Die modulare Revisionspfanne MRS-Titan

5

⊡ Abb. 5.15. Implantat MRS-Titan

⊡ Abb. 5.16. Biegeinstrumentarium

verwendet. Durch Auswaschen von luprikationsfördernden Blut-, Fett- und Markanteilen lässt sich die Tragfähigkeit der Spongiosa erhöhen. Von besonderer Bedeutung ist die Einbringungstechnik. Die vorbereitete Spongiosa wird in mehreren Schichten eingebracht und sollte mit speziellen Stößeln (Halbschalen) kräftig verdichtet werden. Dadurch wird die Primärstabilität des transplantierten Knochens erhöht und die Migrationsfähigkeit des Transplantats verringert. Da bei der Implantationstechnik der modularen Revisionsstützpfanne die Spongiosaplastik auch nach der Stabilisierung durch Basisring und Abstützlasche

186

5

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

(n) vorgenommen werden kann, ist die Gefahr einer Fraktur durch kräftiges Impaktieren gering. Solide strukturelle Knochentransplantate können bei ausgedehnten kranialen Defekten in Form von angepassten Femurköpfen verwendet werden. Für das Anheilen dieser Grafts, die gegenüber der Spongiosaplastik von geringerer biologischer Wertigkeit sind, sind eine möglichst spaltfreie Anpassung an den vitalen Knochen und die osteosynthetische Stabilisierung wichtige Vorraussetzungen. Bei der Schraubenosteosynthese für die Grafts ist zu beachten, dass die Schraubenköpfe unter das Niveau der später einzubringenden sphärischen Hüftpfanne positioniert werden und ein weiteres Abfräsen zur Erreichung der Passform der Pfanne gewährleistet werden kann. Die sphärische Hüftpfanne übt nach der Schraubenverankerung am Laschensystem einen zusätzlichen Druck auf die gesamte Knochenaufbauplastik aus und erhöht damit die Primärstabilität des Knochentransplantats. Eine zusätzliche Primärstabilität der modularen Revisionsstützschale MRS-Titan wird durch die konsequente Besetzung aller fixierbaren Schraubenöffnungen der hemisphärischen Pfanne mit Titanschrauben erreicht, die fest im Os ilium verankert werden. Diese Schrauben müssen sicher im vitalen Knochen liegen und erfordern bei der Einbringung große Sorgfalt. Diese sog. Domschrauben modifizieren den nach kranial gerichteten Kraftfluss dahingehend, dass sie einen Teil der Krafteinleitung übernehmen und die kraniale Abstützlasche entlasten. Zum anderen wird durch diese Fixierung eine Vorspannung des Implantats erreicht, die die Schwingungsamplitude beim Lastwechsel erheblich reduziert. Diese Reduzierung wird durch die sichere Verankerung des kaudalen Abstützhakens des Basisringes unterstützt. Im Falle eines Defektes der Incisura acetabuli kann der Haken umgebogen und in das Sitzbein eingeschlagen werden. Bei stark osteoporotischem Knochen kann zusätzlich Knochenzement eingebracht werden.

Operationstechnik am Modell Zur übersichtlichen Darstellung des operativen Vorgehens wurde ein ausgedehnter Pfannendefekt nach Pfannenlockerung mittels CT rekonstruiert und auf ein Modellbecken übertragen (⊡ Abb. 5.17).

Positionierung des Basisringes mit kaudalem Abstützhaken (Durchmesser 48–64 mm in 4-mm-Schritten; ⊡ Abb. 5.18a,b) Nach Entfernung der gelockerten Pfanne wird eine umfangreiche Synovektomie vorgenommen. Sämtliche Granulationsgewebsanteile, Zementreste und nekrotischen Knochenanteile werden entfernt. Der sklerotische Pfannengrund, soweit vorhanden, wird sparsam mit der Fräse dekortiziert. Verbliebene sklerotische Pfannenrestanteile sollten mit einem Bohrer angefrischt werden. Danach wird mehrfach gespült. Auf eine Jet-Lavage wird verzichtet. Zur Wiederherstellung des geometrischen Rotationszentrums ist die exakte Positionierung des Basisringes grundlegende Voraussetzung. Der vorgebogene kaudale Haken wird in das Foramen obturatum eingebracht und durch Zug sicher um die Incisura acetabuli gelegt. Ist der kaudale Pfannenbereich zerstört, wird der kaudale Haken umgebogen und in das Sitzbein eingeschlagen, bei porösem Knochen zementiert. Unabhängig von der Defektgröße erfolgt die Positionierung in ca. 45° bei 10° Anteversion. Bei sehr großem Erkerdefekt kann der kaudale Haken durch Aufbiegen verlängert werden. Dieses sollte nur mit Hilfe des vorgehaltenen Biegeinstrumentariums erfolgen. Eine Kranialisierung des Rotationszentrums über 2 cm muss vermieden werden. Die so erreichte Position wird temporär entweder mit einer

187 5.5 · Die modulare Revisionspfanne MRS-Titan

5

⊡ Abb. 5.17. Präoperativer Pfannendefekt am Modell dargestellt

a

b

⊡ Abb. 5.18. a Anbringen des Basisringes am Modell, b intraoperative Befestigung des Basisringes

188

5

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

durch die kraniale Öse eingebrachten Schraube oder mit 2 Kirschner-Drähten gesichert. Ist der Basisring positioniert, kann der gesamte Defekt mit Knochenchips ausgefüllt werden. Bei unzureichender kranialer Abstützung kann auch ein strukturiertes Allograft, das zwischen knöchernem Pfannenerker und Basisring positioniert und mit der Öse des Basisringes fest zwischen Ring und Knochen eingekeilt wird, verwendet werden. Dieses Allograft muss exakt an den vitalen Knochen angepasst und sicher osteosynthetisch befestigt werden. Dabei sind die Titanschrauben so weit zu versenken, dass entsprechend der sphärischen Pfanne dieses Allograft noch anmodelliert werden kann. Danach werden kleinere Defekte aufgefüllt. Ein Gemisch aus Knochenmehl, das mit der Knochenmühle gewonnen und gewaschen wurde, wird mit Knochenchips, die mit der LuerZange hergestellt werden und ca. 5–7 mm dick sind, vermischt. Die einzelnen Spongiosalagen werden mit einem speziellen Impaktor verdichtet. Der gesamte Spongiosaauffüllprozess kann auch nach Anbringen der Abstützlasche erfolgen.

Anpassen der kranialen Abstützlasche (zwei Längen: 35/60 mm; ⊡ Abb. 5.19). Mit der dem Instrumentarium beigegebenen Biegevorrichtung kann die vom Hersteller schon vorgebogene Lasche dem intakten Os ilium angepasst werden. Je nach Defektgröße kann eine 35 mm oder eine 60 mm lange Lasche Verwendung finden. Die Anpassung der Lasche erfolgt sehr einfach in situ mit einer Alu-Laschenschablone, die durch Druck oder mittels 2er Flachzangen zurechtgebogen wird. Ist eine optimale Anpassung mittels der Alu-Laschenschablone erfolgt, wird diese auf die endgültige Lasche übertragen. Auch dies geschieht unter Zuhilfenahme der Biegevorrichtung. Mehrfaches Hin- und Zurückbiegen sollte vermieden werden. Bei großen Defekten ist die Abstützung nach kranial auch mit zwei aufeinander liegenden Abstützlaschen möglich, die je nach Ausmaß des Defekts und in Abhängigkeit vom intakten Os ilium befestigt werden. An der endgültigen Lasche sollte das Biegen vorsichtig mit einem Schraubenzieher erfolgen. Das abrupte und wiederholte Umbiegen kann zu »Kerbwirkungen« und damit zum Materialversagen führen. Ist die mittels Biegeinstrumentarium angepasste kraniale Abstützlasche dem Os ilium gut angepasst, wird diese mit 2–3 kurzen Senkkopfschrauben am Basisring fixiert. Die Inklination des Basisringes und die Anteversion bleiben bei diesem Vorgang unverändert. Soll erst jetzt die Spongiosaplastik vorgenommen werden, kann die Inklination durch Herausdrehen der Stellschrauben oder der Kirschner-Drähte in der Öse des Basisringes temporär vergrößert werden. Nach endgültiger Ausrichtung des Pfanneneingangswinkels durch den Basisring wird die Lasche am intakten Os ilium mit Titanschrauben fixiert. Dadurch wird eine stabile mechanische Verankerung am intakten Knochen gewährleistet. Es sollten – soweit wie möglich – sämtliche Schraubenöffnungen der Lasche mit Schrauben belegt werden, um die Krafteinleitung nach kranial breitflächig zu verteilen. Bei osteoporotischem Os ilium kann durch die Bohröffnungen mittels kleiner Spritzen Palacos eingebracht und die Schrauben kurz vor dem Aushärten des Zementes angezogen werden. Wurde ein strukturiertes Knochentransplantat verwendet, kann dieses nun mit einer passenden Fräse entsprechend der sphärischen Pfanne abgefräst werden. Um ein Durchstoßen der Spongiosa nach zentral zu vermeiden, können Knochenscheiben eingelegt werden, die den Pfannenboden abdeckeln. Die schichtweise eingebrachten Spongiosachips sollten 2–3 mm über das Laschen-Ring-Niveau stehen, um beim Anschrauben der sphärischen Pfanne unter Kompression gebracht werden zu können. Es muss auf jeden Fall darauf geachtet

189 5.5 · Die modulare Revisionspfanne MRS-Titan

5

⊡ Abb. 5.19. Anbringen der Abstützlasche am Modell

werden, dass beim Aufschrauben der sphärischen Pfanne zwischen dem Laschenring und der Pfanne kein Knochenmaterial liegt. Dies gilt ebenso für den Bereich zwischen Basisring und Abstützlasche.

Einbringen der sphärischen Hüftpfanne (⊡ Abb. 5.20) Ist der gesamte Knochendefekt aufgefüllt, werden die temporär eingebrachten Senkkopfschrauben am Laschenring wieder entfernt. Es ist nochmals zu prüfen, dass zwischen Basisring und Laschenring weder Knochenmaterial noch Weichteilgewebe liegen. Die dem Ring der Abstützlasche entsprechende sphärische Hüftpfanne wird eingelegt und mit sechs 12,5 mm langen Senkkopfschrauben fest am Ring der Abstützlasche angeschraubt. Damit werden die transplantierten Knochenchips unter Druck gesetzt. Nun erfolgt die zusätzliche Sicherung der sphärischen Pfanne mittels Titanschrauben, die sicher am intakten Os Ilium platziert werden müssen (Dom-Schrauben). Es sollten nur die vom Hersteller mitgelieferten Titan-Schrauben Verwendung finden. Ist ein strukturiertes Allograft eingebracht, sollten die Dom-Schrauben durch das Allograft im intakten Os ilium verankert werden.

Einsatz der PE-Pfannen Bei ausreichender muskulärer Spannung, fehlender Luxationstendenz und Inklination nicht über 45° werden PE-Einsätze ohne laterale Überdachung verwendet. Bei größerer Inklination und/oder instabiler Gelenksituation mit unzureichender muskulärer Führung sollte ein sog. Dysplasie-Inlay Verwendung finden. Bei instabiler Gelenksituation und höhergradiger muskulärer Insuffizienz kann wahlweise auch eine sog. Schnapp-Pfanne eingesetzt werden. Ist die das Hüftgelenk bewegende und stabilisierende Muskulatur so geschwächt, dass auch

190

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

durch die postoperative Physiotherapie keine ausreichende Stabilität zu erwarten ist, kann der Hüftkopf durch das Anschrauben von 2 Segmentringen in der Pfanne gehalten werden. Nach Anschrauben des kaudalen Stützringes wird der Kopf in die Pfanne gebracht. Diese Position wird dann durch das Aufschrauben des kranialen Segmentringes mit Polyethylen-Auflage gesichert. ⊡ Abbildung 5.21 zeigt die endgültige Rekonstruktion am Modell.

5

⊡ Abb. 5.20. Platzierung der Pfanne und der Domschrauben am Modell

a

b

⊡ Abb. 5.21. a MRS-Titan-Pfannenrekonstruktion am Modell. b Dreienhalb Jahre nach dieser Pfannenrekonstruktion zeigt das Röntgenbild einen unveränderten Sitz der modularen Revisionspfanne MRS-Titan. Keine Lysezonen, schmerzfreies Gehen, exakter Beinlängenausgleich

191 5.5 · Die modulare Revisionspfanne MRS-Titan

5

5.5.3 Versorgungsbeispiele ausgedehnter Pfannendefekte

mit der modularen Revisionspfanne MRS-Titan Fall 1 Gelockerte und frakturierte Polyethylenpfanne mit hoher Luxation (⊡ Abb. 5.22a). Revision mit Pfannenstützschale schlug fehl. Erneute Pfannendislokation mit Defektvergrößerung (⊡ Abb. 5.22b). Mit der modularen Revisionspfanne konnte eine Wiederherstellung des Rotationszentrums erreicht werden. Die Verankerung am Os ilium erfolgte mit 2 Laschen. Als Knochentransplantate wurden ausschließlich Knochenchips verwendet. Nach 3,4 Jahren kein Lysesaum nachweisbar (⊡ Abb. 5.22c). Schmerzfreies Gehen bei vollständigem Ausgleich der vormals bestehenden Beinlängendifferenz.

Fall 2 Pfannenlockerung und Steilstellung sowie Polyethylenabrieb 4 Jahre nach zementierter Pfannenimplantation (⊡ Abb. 5.23a). Rekonstruktion mit einer Stützschale schlug fehl. Danach Revision mittels zementfreier ovalärer Pfanne. Lockerung schon nach 6 Monaten mit Defektvergrößerung (⊡ Abb. 5.23b). Defektaufbau mit Bankknochen (Spongiosa-Chips) und anatomische Rekonstruktion mittels MRS-Titan (⊡ Abb. 5.23c).

Fall 3 Pfannendislokation mit Haken- und Laschenbruch 14 Monate nach der Revisions-OP mit der modularen Revisionspfanne MRS-Titan (⊡ Abb. 5.24a).

a

b

c

⊡ Abb. 5.22. a Dislozierte und frakturierte Polyethylenpfanne mit hoher Luxation. b Erneuter Fehlschlag nach Implantation einer Pfannenstützschale. c Revision mit MRS-Titan

192

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

5 a

b

c

⊡ Abb. 5.23. a Gelockerte Polyethylenpfanne mit Polyethylenabrieb. b Revision nach fehlgeschlagener Implantation einer Stützschale und Revision mittels zementfreier ovalärer Pfanne. c Anatomische Rekonstruktion mittels MRS-Titan

b

a

c

d

⊡ Abb. 5.24. a Materialbruch 14 Monate nach Revisions-OP. b,c Implantation einer Pressfit-Pfanne, zementlos, aufgrund der ausreichenden Revitalisierung des eingebrachten Spongiosamaterials. d Röntgenbild 2½ Jahre nach Implantation der Pressfit-Pfanne. Keine Lockerungszeichen

Nach Pfannenentfernung zeigte sich eine ausreichende Revitalisierung der eingebrachten Knochen-Spongiosa-Chips, sodass eine Pressfit-Pfanne zementlos implantiert werden konnte (⊡ Abb. 5.24b,c). Das Röntgenbild zeigte 2½ Jahre nach dieser zementfreien Implantation keine Lockerungszeichen (⊡ Abb. 5.24d).

193 5.5 · Die modulare Revisionspfanne MRS-Titan

5

Alte Lasche

a

Neue Lasche

300% mehr Dauerschwingfestigkeit, kein Bruch nach 1,5 Mio Zyklen

b

⊡ Abb. 5.25a,b. Erhöhung der Dauerschwingfestigkeit um 300% durch Optimierung des Fertigungs- und Oberflächenbearbeitungsverfahrens mit neuer Lochgeometrie

Die Herstellerfirma hat jede gelockerte modulare Revisionspfanne einer aufwendigen Schadensanalyse unterzogen. Danach wurde das Fertigungs- und Oberflächenbearbeitungsverfahren optimiert, was im Versuch eine Erhöhung der Dauerschwingfestigkeit um ca. 300% erbrachte. Die heute zur Verfügung stehende Lasche mit der neuen Lochgeometrie zeigt nach 1,5 Mio. Zyklen keine Brüche. Auch die dann zusätzlich gesteigerte Belastung um 1/3 (Kraftamplitude +/– 400 N auf +/– 600 N) führte nicht zum Materialversagen, sodass mit der neuen Oberflächenbehandlung und der geänderten Lochgeometrie eine noch bessere dynamische Festigkeit erreicht werden konnte (⊡ Abb. 5.25a,b). Die enge Zusammenarbeit zwischen dem Hersteller und dem Anwender gewährleistet, mögliche Schwachstellen des Implantates frühzeitig zu erkennen, um Verfahren zur Verbesserung zu entwickeln.

5.5.4 Ergebnisse

Von den über 730 weltweit implantierten modularen Revisionsstützpfannen MRS-Titan wurden an unserer Klinik 108 Wechseloperationen mit diesem System vorgenommen. Aus diesem Kollektiv konnten wir 23 Patienten stichprobenartig radiologisch kontrollieren, die einen Defekt in der von Paprosky angegebenen Klassifikation Typ IIIA und IIIB aufwiesen, wobei die Klassifikation anhand des intraoperativen Befundes festgelegt wurde.

194

5

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

Die radiologische Auswertung zeigte, dass in 15 Fällen das Drehzentrum weitgehend anatomisch korrekt wieder hergestellt werden konnte (Toleranz unter 1 cm). Keine dieser Pfannen zeigte eine Abweichung von mehr als 2 cm. In 16 Fällen erfolgte die Rekonstruktion mit einem Inklinationswinkel zwischen 35° und 55° (durchschnittlich 48°), 5 Patienten wiesen einen Inklinationswinkel zwischen 56° und 65° auf (durchschnittlich 58°). Zwei Implantate zeigten einen Inklinationswinkel von über 65°. Hinsichtlich des Drehzentrums konnte in 15 Fällen eine anatomische Rekonstruktion erreicht werden (Toleranz unter 1 cm). Acht Implantate zeigten eine Abweichung über 1 cm (Maximum 2 cm). Bei der radiologischen Nachuntersuchung dieser 23 Patienten nach durchschnittlich 2,1 Jahren (6 Monate bis 4 Jahre) konnte in 7 Fällen ein Laschenbruch, in 2 Fällen Schraubenbrüche und in einem Fall eine Schraubenlockerung nachgewiesen werden. Hinsichtlich der Migration bzw. Dislokation zeigten 17 Fälle keine Wanderung. Wanderung von 1–2 cm in 3 Fällen, über 2 cm in 2 Fällen. Dislokation in einem Fall. Dieser Fall wird in ⊡ Abb. 5.24a demonstriert. In zwei Fällen erfolgte eine Wechseloperation, jeweils auf eine zementfreie PressfitPfanne. Beide gelockerten und dislozierten Pfannen mit Materialbruch wiesen noch die alte Lochgeometrie auf. Fazit Für die Versorgung großer azetabulärer Defekte, einschließlich der Beckendiskontinuitäten, bietet sich das modulare Revisionssystem MRS-Titan an, das die Ziele eines Pfannenwechsels erreicht: anatomische Rekonstruktion, Primärstabilität und erneute Revisionsmöglichkeit. Dabei kommt der Wiederherstellung des geometrischen Rotationszentrums besondere Bedeutung zu. Bei der präoperativen Planung muss berücksichtig werden, dass zwischen nativradiologisch ermitteltem Defektausmaß und dem realen intraoperativen Befund oft erhebliche Diskrepanzen bestehen, sodass die bekannten Defektklassifikationen nur eingeschränkt angewendet werden können. Dreidimensionale Planungsverfahren sind kostenintensiv und lassen die Grenzen zu vitalen und intakten Knochenstrukturen nur unzureichend bestimmen. Große sphärische oder ovale Revisionspfannen sind bei ausgedehnten Defekten und insbesondere bei Beckendiskontinuitäten nicht ausreichend primär stabil zu verankern. Zudem entsteht bei erneuter Lockerung ein noch größerer Pfannendefekt, der den Operateur dann vor kaum lösbare Probleme stellen kann. Die modulare Revisionspfanne kann auch bei höchstgradigen Substanzverlusten im Azetabulum eingesetzt werden, da sie sich uneingeschränkt individuell an den intraoperativen Situs anpassen lässt. Somit lässt sich durch Vermeidung aufwendiger Planungsverfahren und Spezialimplantate sowie aufgrund der geringen Lagerhaltung eine Kostenreduktion erreichen.

Literatur 1. 2. 3.

Starker M et al. (1998) Pfannenrekonstruktion mit Pfannenstützschalen. Orthopäde 27:366–374 Thümler P (2005) Implantationstechnik – MRS-Titan. In: Thümler P, Forst R, Zeiler G (Hrsg) Modulare Revisionsendoprothetik des Hüftgelenkes. Springer, Berlin Heidelberg New York, S 201–211 Wirtz DC, Niethard FU (1997) Ursachen, Diagnostik und Therapie aseptischer Hüftendoprothesenlockerung – eine Standortbestimmung. Z Orthop 135:270–280

195 5.6 · Das Kranialpfannensystem

5.6

5

Das Kranialpfannensystem R. Gradinger, P. Juhnke, R. Burgkart, M. Rudert

Die Revision von gelockerten Totalendoprothesen ist nach wie vor eine große Herausforderung. Waren in der Zeit der vollständig zementierten Totalendoprothesensysteme zunächst Stiellockerungen häufiger als primäre Pfannenlockerungen, so hat sich dies mittlerweile geändert. Die eigenen Langzeitergebnisse von zementlos implantierten Totalendoprothesen zeigen, dass die Lockerungsraten von Pfannensystemen größer sind als Lockerungsraten der Stiele (eigene Ergebnisse: 17 Jahre Standzeit Stiele 93,5% in situ, 17 Jahre Standzeit Pfannen 82,5% in situ, S und G Implant-System – Spongiosametall I, 8 Jahre Standzeit Spongiosametall II mit teilbeschichtetem Stiel, Stiele: 98,7% in situ – eine Revision wegen rezidivierender Luxation, Pfannen 98,1% in situ – eine Revision wegen rezidivierender Luxation). Besonders im Beckenbereich stellt sich die Rekonstruktion nach gelockerten Pfannensystemen nicht immer einfach dar. Häufig können große Defekte bis hin zur Beckendiskontinuität Folge der Lockerungen sein. Revisionen mit zementierten Systemen wie z. B. Burch-Schneider-Ring, Abstützschalen nach Müller oder Ganz und andere sind zum Teil zwar bewährte Rekonstruktionsmethoden, jedoch verfolgen sie nicht die zementlose Primärverankerung des Implantates im autochthonen Knochensystem als primäres Ziel. Demzufolge sind die zu erwartenden Langzeitergebnisse prognostisch schlechter. Vor 20 Jahren wurde das Prinzip der Kranialpfannen als zementlose Rekonstruktion von ovalären Defekten nach Pfannenlockerungen zum ersten Mal als – damals noch – individuelle Rekonstruktionslösung eingesetzt. Bei den beiden Patienten, die 1987 so versorgt worden waren, kam es zu keiner Lockerung. Eine Patientin ist noch am Leben und trägt ihr erstes Implantat, das nach wie vor stabil verankert ist. Nach einer nun 20-jährigen Laufzeit steht der Wechsel des Polyethyleninlays wegen exzentrischer Abnutzung an (⊡ Abb. 5.26). Entsprechend den biomechanisch bekannten Krafteinleitungslinien in das Becken (⊡ Abb. 5.27) wurde in der Folgezeit eine systematische Weiterentwicklung dieser Prototypen verfolgt. Aufbauend auf dem von uns als Standard für die Primärimplantation verwendeten zementlosen Endoprothesensystem der Fa. ESKA Implants (Lübeck, Deutschland) wurde das Kranialpfannensystem entwickelt. Ausgehend von der Standardpfanne ergaben sich im Laufe der Zeit durch kraniale Aufsockelung längsovale Pfannen (⊡ Abb. 5.28) mit standardisierten

a

b

⊡ Abb. 5.26. a Patientin, die erstmals 1987 mit dem Prinzip der Kranialpfanne versorgt wurde. Gut erkennbar ist die längsovale Aufsockelung der Pfanne am lateralen Erker. b Kontrollaufnahme im Jahre 2007

196

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

5

⊡ Abb. 5.27. Krafteinleitungslinien ins Becken. (Nach Mollier 1924 aus Lanz und Wachsmuth 1984 [5])

⊡ Abb. 5.28. Der Standardpfanne wurde entsprechenden den häufig vorkommenden längsovalen Defekten eine kraniale Aufsockelung hinzugefügt, um einer stabilen primären Verankerung Rechnung zu tragen

197 5.6 · Das Kranialpfannensystem

5

a

b

⊡ Abb. 5.29. a Spezialanfertigung zur stabilen intramedullären Verankerung bei einer Beckendiskontinuität Typ IV nach D’Antonio am Polyurethanmodell (Rapid Prototyping). b Implantat aus a in der Beckenübersichtsaufnahme. Eine knöcherne Überbrückung des Defekts ist nach Jahren gut sichtbar

Größen mit einem äußeren Querdurchmesser zu einem äußeren Kaudaldurchmesser von 51–57 mm, 56–62 mm, 60–66 mm, 64–70 mm, 68–75 mm, 72–85 mm. Die äußeren Querdurchmesser entsprechen den üblicherweise verwendeten Standardpfannen der Größen 3–8. Der kraniokaudale äußere Durchmesser entspricht der Aufsockelung. Darüber hinaus wurden anatomisch angebogene Laschensysteme entsprechend der anatomischen Beckenform entwickelt, die von Beckenmodellen aus CT-Daten des Rapid Prototyping gewonnen wurden. Die Erkenntnisse, die von individuellen Sonderprothesen mit intramedullärer Verankerung in den letzten 20 Jahren gewonnen wurden (⊡ Abb. 5.29), sind ebenfalls in die Weiterentwicklung dieses Pfannensystems eingegangen. Zusätzliche intramedulläre Stielverankerungen in das Os ilium wurden als mögliche additive Verankerung realisiert. Die Auswahl des Implantates – zementlose Standardpfanne, zementlose längsovaläre Pfanne, zementlose längsovaläre Pfanne mit anatomischer Lasche, zementlose längsovaläre Pfanne mit Lasche und zentralem zementlosem Verankerungsstiel im Os ilium – hängt von

198

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

der vorliegenden Defektsituation ab. Diesbezüglich hat sich für uns die Klassifikation nach D’Antonio [1, 2] bewährt (⊡ Abb. 5.30a–d).

5.6.1 Defektklassifikation des Azetabulums nach D’Antonio (⊡ Abb. 5.30a)

5

1. 2. 3. 4.

Segmentaler Defekt (zentral oder peripher), ovalärer Defekt, kombinierter Defekt (segmental + ovalär), Beckendiskontinuität.

Das Prinzip des hier vorgestellten Systems ist es, eine primär stabile Verankerung des zementlos einzubringenden Revisionssystems im autochthonen Knochen zu erreichen. Knochenersatzmaterialien oder Knochentransplantate dienen der Auffüllung von verbleibenden Hohlräumen, ohne das hieraus eine weitere primäre Stabilisierung des Revisionsimplantates an sich zu erwarten ist. Allerdings dienen diese Knochenersatzmaterialien bzw. Knochentransplantate der mittel- bis langfristigen Rekonstruktion des knöchernen Beckens, sodass z. B. aus einer Beckendiskontinuität (Grad IV nach D’Antonio) durchaus über die knöcherne Ausheilung eine biologische Stabilisierung des Beckens zustande kommen kann (s. auch ⊡ Abb. 5.29b).

5.6.2 Kasuistik

Von 1997 bis 2004 wurden 212 Patienten mit Kranialpfannensystemen versorgt. Dabei handelt es sich einmal um einen segmentalen Defekt, 83-mal um einen ovalären Defekt, 99-mal um einen kombinierten, segmentalen und ovalären Defekt und 29-mal um eine Beckendiskontinuität. Die klinischen Ergebnisse sind bis heute äußerst zufriedenstellend. Bei den Defekten Typ 1–3 (n=183) waren lediglich 2 Revisionen notwendig, einmal wegen einer aseptischen Lockerung und einmal wegen einem revisionsbedürftigen Hämatom. Bei den Typ-4-Defekten (Beckendiskontinuität n=29) waren fünf Revisionen notwendig. Einmal wurde ein intramedullärer Stielbruch mit Dislokation des Implantates nach Sturz revisionsbedürftig. Zu diesem Zeitpunkt war die ehemals bestandene Beckendiskontinuität knöchern ausgeheilt, weshalb hier ein Wechsel von einer Kranialpfanne mit Lasche und Stiel auf eine Kranialpfanne mit anatomischer Lasche ohne Stiel möglich war. Einmal lag eine Lockerung mit Luxation einer einfachen Kranialpfanne vor, was einen Wechsel der Kranialpfanne notwendig machte. Hier wurde auf eine Kranialpfanne mit Lasche zurückgegriffen. Einmal lag eine septische Lockerung vor, die zur Entfernung der Kranialpfanne und zu einer Girdlestone-Situation führte. Einmal kam es zu wiederholten Luxationen, weshalb ein Wechsel des Inlays und des Kopfes notwendig war. Einmal musste ein Hämatom operativ revidiert werden. Fazit Die von uns publizierten Ergebnisse aus dem Jahr 2000 [7] und die Ergebnisse aus dem Jahr 2003 [4] wie auch die Ergebnisse von 2006 [3] zeigen kontinuierlich die herausragenden Langzeitergebnisse dieses Implantats. Das Prinzip der primären stabilen Verankerung – bei welcher Defektsituation auch immer – im autochthonen Knochensystem ist unseres Erachtens die biologienaheste Lösung auch bei großen Defekten.

199 5.6 · Das Kranialpfannensystem

5

a

b

c

d ⊡ Abb. 5.30. a Klassifikation der Defekttypen am Azetabulum modifiziert nach D’Antonio mit den Defekten Typ 2,3 und 4 verbunden mit den von uns empfohlenen Versorgungsmöglichkeiten des modularen Kranialpfannensystems bis hin zum Beckenteilersatz [aus 6]. b Röntgenbild des rechten Hüftgelenks eines 76-jährigen Patienten vor und 5 Monate nach Pfannenwechsel auf eine Kranialpfanne. Der knöcherne Defekt Typ II nach D’Antonio hat die Implantation einer »einfachen« Kranialpfanne erlaubt. Der ovaläre Defekt wird durch die Aufsockelung der Pfanne ausgefüllt und ermöglicht eine primär stabile Verankerung. c Röntgenbild des rechten Hüftgelenks einer 65-jährigen Patientin vor und 9 Monate nach Implantation einer Kranialpfanne. Der Typ III nach D’Antonio mit großem zentralem Defekt hat die Implantation einer Kranialpfanne mit anatomischer Lasche erfordert, über die eine gute Stabilisierung erreicht wurde. d Beckenübersichtsaufnahme vor und nach Pfannenwechsel rechts. Eine Beckendiskontinuität, wie sie durch den Typ IV nach D’Antonio klassifiziert wird, machte die zusätzliche intramedulläre Stabilisierung durch einen Stiel im Ilium zusätzlich zu der Kranialpfanne mit anatomischer Lasche notwendig

200

Kapitel 5 · Pfannenrevisionssysteme und deren klinische Ergebnisse

Literatur 1. 2.

3. 4.

5

5. 6. 7.

D’Antonio JA (1992) Periprosthetic bone loss of the acetabulum. Classification and management. Orthop Clin North Am 23:279–290 D’Antonio JA, Capello WN, Borden LS, Bargar WL, Bierbaum BF, Boettcher WG, Steinberg ME, Stulberg SD, Wedge JH (1989) Classification and management of acetabular abnormalities in total hip arthroplasty. Clin Orthop Relat Res 243:126–137 Gradinger R, Gollwitzer H (2006) Ossäre Integration. Springer, Berlin Heidelberg New York Gradinger R, Haury J, Raeder F, Gerdesmayer L, Mittelmeier W (2003) Revision total hip replacement in the presence of pelvic defects. In: Lemaire R, Horan F, Scott J, Villar R (eds) European instructional course lectures, vol 6. British Editorial Society of Bone and Joint Surgery, London Lanz T, Wachsmuth W (1984) Praktische Anatomie. Becken. Springer, Berlin Heidelberg New York Mittelmeier W, Hauschild M, Bader R, Gradinger R (2006) Implantate und Strategien beim Hüftendoprothesenwechsel. In: Gradinger R, Gollwitzer H (Hrsg) Ossäre Integration. Springer, Berlin Heidelberg New York Scholz J, Hubalek D (2000) Management der Wechselendoprothetik unter Verwendung zementfreier und zementierter Pfannen. In: Perka C, Zippel H (Hrsg) Pfannenrevisionseingriffe nach Hüft-TEP. Einhorn-Presse Verlag, Reinbek

6

Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten B. Kleffner, M. Morlock, R. Schröder

6.1

Inlaykonzepte: Konstruktions- und werkstoffspezifische Besonderheiten – 202

6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4

Einleitung – 202 Werkstoffe – 202 Konstruktive Konzepte – 206 Diskussion: Anforderungen an künftige Revisionspfannen

6.2

Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen: ein wesentlicher Aspekt in der Revisionsendoprothetik – 211

6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4

Einleitung – 211 Das kleine Einmaleins der Tribologie Aspekte bei der Revision – 223 Ausblick – 225

– 213

– 209

202

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

6.1

Inlaykonzepte: Konstruktions- und werkstoffspezifische Besonderheiten B. Kleffner, R. Schröder

6.1.1 Einleitung

6

Das jüngere Eintrittsalter von Patienten in die Primärversorgung zieht bei begrenzter Haltbarkeit künstlicher Hüftgelenke zwangsläufig die Zunahme aseptischer Lockerungen nach sich. Verbunden mit einem insgesamt höheren Lebensalter ist künftig auch mit zunehmenden Re-Revisionen zu rechnen. Unter den Ursachen für aseptische Lockerungen sind Fremdkörperreaktionen auf Polyethylenabrieb [1] aber auch zerrütteter Zement hervorzuheben [2]. Vor diesem Hintergrund findet seit langem eine kritische Auseinandersetzung mit den verwendeten Werkstoffen statt. Ebenso wichtig für die dauerhafte Funktion des Kunstgelenks sind die Rekonstruktion des Rotationszentrums sowie der Inklination bzw. der Anteversion in den Winkeln zwischen 35° und 40°, bzw. 15° [3]. Eine unkorrekte Positionierung oder Orientierung der Pfanne erhöht das Risiko einer Dislokation [4]. Schon früh konnte gezeigt werden, dass Abweichungen von der angestrebten Anteversion oder Inklination über ±10° zu erhöhten Dislokationsraten führen [5]. Bei größeren azetabulären Defekten stellen die stabile Verankerung der Pfanne im Azetabulum und deren korrekte Positionierung und Ausrichtung häufig sich gegenseitig widersprechende Anforderungen dar. Da von der Prothesenlockerung vorwiegend die azetabuläre Komponente betroffen ist [6, 7], muss die Pfannenausrichtung häufig auch abgestimmt auf einen verbleibenden Schaft erfolgen, was eine zusätzliche Herausforderung bedeutet. Gelingt die angestrebte Pfannenausrichtung nicht, können als Hilfsmittel die variantenreich erhältlichen Schnapp- und Antiluxations-Inlays das Ergebnis innerhalb gewisser Grenzen korrigieren. Ein Nachteil dieser Korrekturmöglichkeiten ist immer eine Beschränkung des durch Prothesenhals und Pfannenrand gegebenen Bewegungsumfangs (ROM). Antiluxations-Inlays umschließen mit einer eingeengten Pfannenöffnung die Hüftköpfe, ebenfalls angebotene, überlange und gekröpfte Kugeln benötigen einen Kragen, der ebenfalls den ROM limitiert. Konstruktive Unterschiede in Kombination mit verwendbaren Werkstoffen ergeben sich aus zementfreier und zementierter Inlay-Verankerung. Aus der Summe an Vor- und Nachteilen bestehender Lösungen lassen sich Anforderungen an künftige Revisions-Pfannenimplantate ableiten.

6.1.2 Werkstoffe

Gleitpartner für den künstlichen Gelenkersatz umfassen im Wesentlichen Polymere, Keramiken und Metalle. Diese Werkstoffe werden in hart oder weich unterteilt, wobei Polymere zu weich gezählt werden, Keramiken und Metalle zu hart. Alle Kombinationen haben ihre Stärken und potentiellen Schwächen. Gegenüber früheren Hüftimplantaten wurde der freigesetzte Abrieb durch Weiterentwicklungen bei allen Werkstoffen reduziert.

203 6.1 · Inlaykonzepte

6

Hart/Weich-Paarungen Für den Einsatz als Hart/Weich-Paarung hat sich seit vier Jahrzehnten UHMW-Polyethylen etabliert. Aufgrund der verbreiteten Verbindung mit Hüftköpfen aus gegossenen oder geschmiedeten Kobaltchromlegierungen wird der Abrieb aller anderen Paarungen in der Regel mit der Standardpaarung CoCrMo/PE verglichen. Um der Versprödung des Polyethylens entgegenzuwirken, wird der Kunststoff heute in der Regel unter Sauerstoffausschluss gammasterilisiert und verpackt sowie mit begrenzter Lagerfähigkeit ausgeliefert. Als alternative Sterilisationsmethoden finden Ethylenoxid und Gas-Plasma-Verfahren Anwendung. Ein Begleiter dieses Materials ist jedoch die aseptische Lockerung durch Polyethylenabrieb, sodass seit langem Interesse an alternativen Gleitpaarungen besteht. Für das osteolytische Potential des Abriebs werden verschiedene Faktoren, wie Material, Partikelvolumen, -größe und -form, verantwortlich gemacht. Fisher [8] versucht vor diesem Hintergrund, durch Kombination von Partikelmenge und -größe aus Hüftsimulatortests mit direkten Zellkulturuntersuchungen das osteolytische Potential des Abriebs von CoCrMo/ PE-Paarungen (und Keramik/Keramik-Paarungen) zu klassifizieren und findet im Ergebnis bereits unter den konventionellen Polyethylenen ein mehr als 2fach geringeres osteolytisches Potential für das Ausgangsmaterial GUR 1020 gegenüber GUR 1050. Nach Fehlschlägen mit kohlefaserverstärktem PE scheinen heute hochvernetzte Polyethylene (XL-UHMWPE) eine vielversprechende Alternative zu bieten [9–11]. In Simulatorstudien wurde gegenüber konventionellem UHMWPE ein um 50–80% reduziertes Abriebsvolumen gemessen [8, 12], im periartikulären Gewebe, das bei Revisionen nach 3–43 Monaten aus der Kapsel entnommenen wurde, um zwei Zehnerpotenzen weniger Verschleißpartikel [13]. In diesen Studien wurden mit konventionellem UHMWPE vergleichbare bzw. im Durchschnitt größere Partikel beobachtet, während andere Arbeiten über kleinere Partikel [14, 15] mit höherer Bioaktivität [16] berichten. Unter den bereits oben genannten Kriterien ermittelte Fisher [8] für hochvernetztes GUR 1050 gegenüber konventionellem GUR 1020 zwar ein 4fach geringeres Abriebsvolumen (9 mm3/Mio. Zyklen), aber ein nur 2fach geringeres osteolytisches Potential. Als kritische Größe gilt die höhere Sprödigkeit des modifizierten Werkstoffes mit entsprechend geringerer Widerstandsfähigkeit gegen Materialermüdung, wie anhand der Rissbildung und -fortpflanzung bei zyklischer Belastung gezeigt wurde [17]. So hebt auch eine Analyse der Versagensmechanismen von modularen XL-UHMWPE-Inlays hauptsächlich ermüdungsbedingte Ursachen hervor, die sich in Form von Diskonnektionen und Brüchen äußern können [18]. Daher ist man bestrebt, den bestmöglichen Kompromiss zwischen Abrieb und Sprödigkeit zu finden [12]. XL-UHMWPE ist ein semikristallines Polymer, das beim Erwärmen unterhalb des Schmelzpunktes seine mechanische Festigkeit behält, aber auch restliche freie Radikale vom ionisierenden Vernetzungsprozess als potentielle Schwachstellen, die bei Reaktion mit Sauerstoff zu Kettenbrüchen, und damit zur Versprödung führen. Mit der Zuführung ausreichender thermischer Energie bis über den Schmelzpunkt nehmen die nachweisbaren Radikale durch Rekombination ab, aber gleichzeitig verschlechtern sich mechanische Eigenschaften wie die Kerbschlag- und Dauerfestigkeit. Bei den auf dem Markt erhältlichen Produkten spiegeln sich diese gegenläufigen Effekte in unterschiedlichen Herstellungsverfahren mit den variierenden Prozessparametern Strahlendosis, Erwärmung unterhalb oder oberhalb der Schmelztemperatur und deren Abfolge wider. Eine interessante Alternative zur Vermeidung des Schmelzprozesses mit seinen negativen Auswirkungen mag in der Beimischung von Vitamin E als Antioxidationsmittel bestehen [19].

204

6

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

Laboruntersuchungen bescheinigen den hochvernetzten Polyethylenen einen signifikant geringeren Abrieb. Erfahrungen mit modifiziertem UHMWPE haben jedoch gezeigt, dass eine Vorhersagbarkeit des tatsächlichen Verschleiß- und Dauerfestigkeitsverhaltens auf Basis von In-vitro-Ergebnissen nur bedingt gegeben ist [18]. Seit etwa 7 Jahren werden für azetabuläre Inlays verschiedene hochvernetzte Polyethylene klinisch eingesetzt. Dabei wird zugunsten eines größeren Bewegungsumfangs die für konventionelles UHMWPE einzuhaltende Mindestwandstärke von 5 mm in der Regel unterschritten. Zu einer endgültigen Beurteilung des Einflusses unterschiedlicher vernetzungsbedingter Strukturveränderungen auf den Verschleiß und von möglichen biologischen Wechselwirkungen während der Funktion im menschlichen Körper im Zusammenspiel mit Keramik- oder Metallpartnern müssen die Ergebnisse aus klinischen Langzeitstudien abgewartet werden. Neben der Paarung CoCrMo-Kopf/PE-Pfanne ist der Einsatz von verschleißärmeren Keramik/PE-Paarungen weit verbreitet. Auch wenn hierbei Aluminiumoxidkeramiken heute eine bedeutende Rolle spielen, soll diese Keramik erst unter Hart/Hart-Paarungen abgehandelt werden. Zirkoniumoxidkeramik findet, abgesehen von einer ersten vorsichtigen Studie an jeweils 5 Patienten (Zirkoniumkopf/Aluminiumpfanne versus Aluminiumkopf/Aluminiumpfanne) [20], nach unserem Kenntnisstand klinisch ausschließlich als Hart/Weich-Paarung Zr/PE Anwendung. Das in einer 3-phasigen Kristallstruktur (monoklin, tetragonal und kubisch) vorliegende Zirkonium wird Yttrium-stabilisiert (Y-TZP) angeboten und kann in seiner tetragonalen Phase durchaus bessere mechanische Eigenschaften, wie Härte und Rissresistenz, als Aluminiumkeramiken vorweisen. Der metastabilen Zirkonoxidkeramik wird angelastet, bereits unter in vivo herrschenden Feuchtigkeits- und Druckbedingungen von der tetragonalen in die monokline Phase mit schlechteren mechanischen Eigenschaften zu transformieren, was bei gleichzeitiger Volumenausdehnung zu rauen Oberflächen führt und die ursprünglich vorhandene Rissresistenz in den belasteten Bereichen vermindert. Damit scheint Zirkonoxid kaum die Voraussetzungen als Gleitpartner für orthopädische Gelenke erfüllen zu können. Allerdings ist die Datenlage zu diesem Werkstoff auffallend inkonsistent, was sowohl vergleichbare Laborbedingungen bei Simulatorstudien als klinische Ergebnisse anbelangt (Werkstoffgeneration, Hersteller, Implantattyp, Patientenparameter). Dies mag auch am komplexen Verhalten der Yttrium-Stabilisierung liegen. Daneben muss davon ausgegangen werden, dass die niedrige Wärmeleitfähigkeit dieser Keramik zeitweise zu einer unerwünschten Erwärmung des Gelenkes einschließlich der Synovialflüssigkeit führen kann. Zu der heute in der Orthopädie untergeordneten Rolle der Y-TZP-Keramik hat sicherlich der Niedergang des französischen Herstellers Norton Desmarquest nach Herstellungsfehlern und einer erheblichen Anzahl von klinischen Implantatversagern beigetragen. Die 3. Generation der Zirkonoxidkeramik nutzt aluminiumdotierte Zirkoniumoxidköpfe und soll die Limitationen in der Phasenstabilisierung überwunden haben [21]. Vollkommen anders aufgebaut ist oxidiertes Zirkonium, das keramische Gleiteigenschaften und abrasive Widerstandsfähigkeit mit der Bruchfestigkeit einer metallischen Zirkoniumnioblegierung verbindet. Bei dieser Variante bildet man in einem komplexen Herstellungsverfahren durch Transformation einer metallischen Zirkoniumnioblegierung, die vergleichbare mechanische Eigenschaften wie Titan besitzt, eine keramische Oberfläche mit einer Schichtdicke von etwa 5 µm aus (Oxinium; Smith&Nephew Inc. Memphis, TN). In Simulatorstudien wurden unter abrasiven Bedingungen 60% geringere Abriebsraten von oxidiertem Zirkonium/UHMWPE gegenüber CoCrMo/UHMWPE bestimmt [22]. In Verbindung mit XLUHMWPE lassen sich die Abriebsraten noch weiter reduzieren. Als PE-freie Paarung findet oxidiertes Zirkonium allerdings keine Verwendung.

205 6.1 · Inlaykonzepte

6

Hart/Hart-Paarungen Für Hart/Hart-Paarungen, bei denen verglichen mit Hart/Weich-Paarungen um mindestens eine Größenordnung geringere Abriebsmengen anfallen, bieten sich vor allem Aluminiumund Mischkeramiken an. Wie beim Zirkoniumoxid wurden die mechanischen Eigenschaften der 1. Aluminiumkeramikgeneration (Fa. Ceramtec, D: Biolox) durch heiß isostatisches Nachverdichten (1500 °C, 1000 bar. »HIPpen«) verbessert. Für die konstruktive Auslegung von Pfannen und den maximalen Bewegungsumfang relevant ist die einzuhaltende Mindestwandstärke, die bei dieser Keramik (Biolox forte) je nach Einbettung bei etwa 3,5 mm liegt. Ein neuer Weg wurde mit einer Mischkeramik eingeschlagen, die innerhalb einer Aluminiumoxidmatrix Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid enthält, das der Rissausbreitung durch den oben beschriebenen Phasenübergang entgegenwirkt (Biolox delta). Ein weiterer Bestandteil sind hexagonale Kristallplättchen, die die Fortpflanzung von Mikrorissen verhindern sollen [23]. Der nachgewiesene Zugewinn an mechanischer Festigkeit, wie die Steigerung der Bruchfestigkeit um 40%, ließe abhängig vom Pfannendesign eine weitere Reduzierung der Mindestwandstärke zu. Durch ihre glatten Oberflächen, hervorragende Benetzbarkeit und ihren niedrigen Reibungskoeffizienten bieten sich die Aluminiumkeramiken für eine Hart/Hart-Paarung besonders an. Bei sauberer Platzierung der Komponenten ist die Bruchgefahr als sehr gering zu betrachten [24, 25]. Das Abriebsvolumen für die Hart/Hart-Paarung Biolox forte wird von Fisher [8] mit 1,5 mm3/Mio. Zyklen entsprechend 4% der konventionellen CoCrMo/PE(GUR1020)Paarung angegeben, die biologische Aktivität mit nur 1,8% der CoCrMo/PE-Paarung. Besonders deutlich werden die Vorteile von Keramik/Keramik-Paarungen unter abrasiven Bedingungen, mit denen in vivo gerechnet werden muss. Gegenüber Drittkörperverschleiß durch Knochen- oder Zementpartikel bzw. Metallspäne und Keramikpartikel bietet die harte Keramik/Keramik-Paarung die höchste Widerstandskraft. Als »Goldstandard« erscheinen Aluminiumkeramik/Keramik-Gleitpaarungen vor dem Hintergrund der eingangs beschriebenen Polyethylenproblematik gerade für Revisionen interessant. Eine Beschränkung auf die Fälle, bei denen Schaft und Pfanne gewechselt werden müssen, ist durch Revisionsköpfe für in situ belassene Schäfte weitgehend aufgehoben. Beschädigungen des Schaftkonus, die beim Abziehen des zu wechselnden Kopfes – egal ob aus Metall oder Keramik – entstehen, bedeuteten ein erhöhtes Bruchrisiko für den neuen Keramikkopf aufgrund der in der konischen Bohrung auftretenden Spannungskonzentrationen. Dem wird heute mit Metallhülsen als Zwischenstücken zwischen Revisionskopf und Schaftkonus begegnet. Dennoch scheitert der Einsatz von Aluminiumkeramik/Keramik-Gleitpaarungen aber oft noch daran, dass mit den existierenden Prothesenausführungen Rotationszentrum und Ausrichtung nicht im angestrebten Maße rekonstruiert werden können, sodass Luxationen bzw. Impingements mit Randabplatzungen zu befürchten sind. Diese Einschränkung sollte sich jedoch mit neuen Pfannendesigns überwinden lassen. Mit modernen Metall/Metall-Paarungen, die aus geschmiedeten CoCr28Mo6-Legierungen sowohl mit hohem als auch mit niedrigem Kohlenstoffanteil angeboten werden, lässt sich zwar das geringe Bruchrisiko von Keramiken weitgehend umgehen, allerdings muss dafür in geringen Mengen Metallabrieb in Kauf genommen werden. Dank großer fertigungstechnischer Fortschritte konnten Rundheitsabweichungen auf ≤2 µm reduziert werden (gefordert ≤5 µm), sodass heute von Abriebswerten in der Größenordnung 0,9 mm3/Jahr ausgegangen werden kann [26]. Über mögliche Wechselwirkungen zwischen den geringen Abriebsmengen und Unverträglichkeiten weiß man heute noch zu wenig. Willert [27] fand etwa für Anzeichen von Immunreaktionen nur eine geringe Prävalenz. Die Abklärung möglicher Unverträglichkeiten bedarf weiterer Untersuchungen.

206

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

Um die Bruchfestigkeit des Metalls mit den Oberflächeneigenschaften von Keramik zu verbinden, werden zum Teil Titannitrid- bzw. Titanniobnitridbeschichtungen auf das metallische Substrat aufgebracht. Gegenüber dem oxidierten Zirkonium mit einem großen Übergangsbereich von der Keramikoberfläche in das metallische Substrat ist jedoch die Haftung von TiN- bzw. TiNbN-Schichten als kritische Größe zu betrachten. Lokales Versagen dieser aufgebrachten Schichten führt zur mechanischen Zerrüttung der Gleitflächen [28]. Unter Abriebskriterien ist die Keramik/Keramik-Gleitpaarung am sichersten!

6.1.3 Konstruktive Konzepte

6

Aufgrund anatomischer Gegebenheiten wie Knochensubstanzverlust, aber auch, wenn fest sitzende Komponenten belassen werden können, sind Inklination und Anteversion der Pfanne nicht immer optimal zum liegenden Schaft abstimmbar. Dies kann vom Impingement bis hin zur Luxation des Hüftgelenks führen. Die Implantathersteller sind angehalten, mit probaten Mitteln möglichen Luxationen des künstlichen Gelenks vorzubeugen. Zementfreie und zementpflichtige Pfannen weisen hierbei grundsätzliche Unterschiede auf und sind getrennt zu behandeln. Bei der Wahl der Kopfgröße sind im Hinblick auf die Standzeit des Implantats Abriebskriterien sowie Bewegungsumfang und Stabilität zu berücksichtigen. Während erstere bekanntlich für kleine Köpfe [29] sprechen, ist Dislokationen besser mit großen Durchmessern (≥36 mm) vorzubeugen, wie sie sich entsprechend im vergangenen Jahrzehnt durchgesetzt haben (⊡ Abb. 6.1).

Zementfreie Metallpfanne mit Polyethylen-Inlay Gelingt die primärstabile Verankerung der Metallpfanne im Knochen unter optimaler Positionierung und Ausrichtung, können offene PE-Inlays (⊡ Abb. 6.2a) verwendet werden. Für rückseitig in Metall gelagerte PE-Inlays ist nach europäischer Norm (EN 12563:1998) eine Mindestwandstärke von 5 mm vorgegeben. Diese bestimmt bei vorgegebenem Pfannendurchmesser die Größe des Hüftkopfes und gibt damit den maximalen Bewegungsumfang (ROM) vor. Zum Vergleich ist ein Keramik-Inlay in einer Pfanne gleichen Durchmessers dargestellt (⊡ Abb. 6.2g), mit dem sich der ROM deutlich (hier um 36%) steigern lässt. Auch hochvernetztes Polyethylen wird heute in geringeren Wandstärken als konventionelles, nicht vernetztes UHMW-PE verwendet. Bei implantierter Metallpfanne mit geringer Luxationstendenz kann möglicherweise bereits ein Schnapp-Inlay verhindern, dass der Prothesenkopf und somit die Hüfte luxiert. Beim

⊡ Abb. 6.1. Dislokationsweg in Abhängigkeit von der Kopfgröße

207 6.1 · Inlaykonzepte

6

Schnapp-Inlay umschließt die Pfanne geringfügig den Prothesenkopf, indem die ausgedrehte Pfanneninnenkugel etwas über den Äquator hinaus ausgebildet ist. Durch die resultierende, etwa 0,5 mm engere Öffnung der Pfanne schnappt der Prothesenkopf ein, sodass die Kugel am Luxieren gehindert wird. Allerdings wird der Kopf dadurch weiter umschlossen und der Bewegungsumfang eingeschränkt (⊡ Abb. 6.2b), was unter Umständen wieder zur erhöhten Luxationstendenz führen kann. Eine weitere Ausbaustufe sind Inlays mit Randüberhöhung. Hier wird die gewünschte Pfannenüberdachung durch eine Überhöhung des Pfannenrandes erreicht. Randüberhöhte Inlays sind ebenfalls als offene (⊡ Abb. 6.2c) oder Schnapp-Inlays (⊡ Abb. 6.2d) herstellbar. Die Randüberhöhung bringt allerdings eine weitere Einschränkung des ROM mit sich. Bei Fehlpositionierung der Randüberhöhung kann der Prothesenhals in Kontakt mit dem Pfannenrand kommen und das Gelenk durch Heraushebeln luxieren. Lassen sich Luxationen durch die genannten Inlay-Varianten nicht ausreichend eindämmen, können bei speziellen Pfannentypen auch Segmentringe aus Metall auf den Pfannengrundkörper aufgeschraubt werden (⊡ Abb. 6.2e). Diese unterstützen das PE-Schnapp-Inlay. Auch Metall-Segmentringe mit PE-Einlagen sind erhältlich.

a

b

c

d

e

f

g

⊡ Abb. 6.2a–g. Zementfreie Inlay-Verankerung; ROM 28 mm Kopf in diversen PE-Inlays gegenüber 36 mm Keramik/Keramik. a Offenes Inlay; b Schnapp-Inlay; c Offenes Inlay, randüberhöht; d Schnapp-Inlay, randüberhöht; e Antilux-Set mit Segmentringen; f Antilux-Set mit Deckel; g Keramik-Inlay

208

6

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

Mehrteilige PE-Inlays in Kombination mit einem geschlossenem Metalldeckel (⊡ Abb. 6.2f ) sind eine weitere Ausbaustufe von Revisionspfannenimplantaten. Hier wird ein Haltering aus PE und ein Metalldeckel über den Prothesenkonus aufgefädelt, bevor der Prothesenkopf auf den Prothesenkonus aufgesteckt wird. Der Metalldeckel wird dann mit dem Pfannengrundkörper verschraubt und unterstützt so den Haltering. Der Prothesenkopf wird dadurch formschlüssig in der Pfanne gehalten. Solche Systeme verlangen dem OP-Team zusätzliche, nicht immer einfache Montagearbeiten ab. Des Weiteren schränken sie durch ihren hohen Aufbau auch den ROM stark ein. Grundsätzlich wird mit den genannten Maßnahmen nicht die Ursache für die mögliche Luxation behoben, sondern nur die Wirkung einer fehlpositionierten Metallpfanne relativiert. Dafür müssen zum Teil erhebliche Bewegungseinschränkungen in Kauf genommen werden, die im ungünstigen Fall das Auftreten einer Luxation unterstützen können. Darüber hinaus wird die biomechanisch primär auf Druck ausgelegte Gelenkprothese nunmehr zusätzlich auf Zug beansprucht, wodurch die Schnittstellen Prothesenkopf/Inlay, Inlay/Metallpfanne sowie Metallpfanne/Azetabulum Wechselbelastungen ausgesetzt sind, die zum Auslöser eines erneuten Versagens der azetabulären Komponenten werden können. Antiluxations-Inlays sind biomechanisch die zweite Wahl und sollten nur dann Verwendung finden, wenn Rotationszentrum, Anteversion und Inklination der Metallpfanne nicht ausreichend rekonstruiert werden können.

Zementierte Polyethylen-Inlays Die sekundär zementierte Verankerung von PE-Inlays bietet den Vorteil, dass die Implantation der zugehörigen Ring- oder Schalenkonstruktionen weitgehend entsprechend der optimalen Abstützung am Knochen erfolgen kann und das PE-Inlay im Zementbett eine innerhalb gewisser Grenzen freie Anpassung von Anteversion und Inklination zulässt. Dafür hat man die Anwesenheit von PE und PMMA als Bestandteile eines Gesamtverbundes mit unterschiedlichen elastischen und chemischen Eigenschaften und damit ungünstige Verhältnisse für die Dauerfestigkeit unter Wechselbelastungen in Kauf zu nehmen. Unter diesen Voraussetzungen erscheint die Verwendung von Keramik-Inlays wünschenswert. Stützschalen nach Burch-Schneider oder Ganz bieten jedoch keine Möglichkeit einer Direktverankerung mit einer Konusverklemmung. Von Schraubpfannen bekannte SandwichLösungen, bei denen eine Keramikpfanne rückseitig in Polyethylen eingebettet ist, führen an dieser Stelle nicht weiter. Mit den notwendig einzuhaltenden Wandstärken von Keramik, PE und Zement würde man nur noch sehr kleine Köpfe mit entsprechend eingeschränktem Bewegungsumfang einsetzen können. Trotzdem könnten gerade im Hinblick auf die Hauptursachen der Prothesenlockerung [1, 2, 30] Keramik/Keramik-Paarungen für den Revisionsfall eine besondere Bedeutung erlangen. Demzufolge sind konstruktive Lösungen gefragt, die eine konsequent zementfreie und eine frei einstellbare Verankerung von Keramik-Inlays erlauben. Wenngleich zementierte PE-Inlays in Bezug auf Anteversion und Inklination einfacher an die Erfordernisse anzupassen sind, kommt es auch bei dieser Verankerung zu Fehlpositionen. Aufschraubbare Segmentringe sind auch für diese Pfannen erhältlich, um eine zusätzliche Überdachung zu erhalten oder den Halt des Schnappmechanismus zu verstärken. Die Befestigung der »Antiluxations«-Segmentringe kann z. B. mit 3,5-mm-Spongiosaschrauben erfolgen, mit denen die Segmentringe direkt an die Polyethylenpfanne geschraubt werden. Die Verwendung von mehreren Segmentringen ist möglich, geht jedoch wieder mit deutlicher Einschränkung des Bewegungsumfangs einher (⊡ Abb. 6.3).

209 6.1 · Inlaykonzepte

6

c a

b

⊡ Abb. 6.3a–c. Zementierte Verankerung; ROM diverser PE-Inlays. a Pfanne mit Segmentring; b Pfanne mit 2 Segmentringen; c Offenes Inlay

Zementierte PE-Inlays lassen eine nahezu freie Ausrichtung zu. Für Revisionen mit Abstützschalen sind Lösungen von Interesse, die eine konsequent zementfreie Verankerung und freie Positionierung von Keramikpfannen zulassen.

6.1.4 Diskussion: Anforderungen an künftige Revisionspfannen

Bedingt durch das jüngere Eintrittsalter der Patienten in die Primärversorgung und die sich bereits abzeichnende Zunahme an Revisionen und Re-Revisionen, erscheint ein knöcherner Defektaufbau angezeigt. Im Hinblick auf Verschleißpartikel als Hauptursache von Prothesenlockerungen, sind unverändert Inlay-Konzepte von Interesse, die ohne Polyethylen auskommen und eine konsequent zementfreie Versorgung zulassen. Die Vereinigung einer primärstabilen Verankerung mit freien Ausrichtoptionen des Inlays ohne Zement wird nur mit modularen Konzepten gelingen. Da sich in der Praxis eine vollkommen freie Ausrichtung oft als schlecht handhabbar erweist, können z. B. vorgegebene Rastpositionen die Platzierung des Inlays erleichtern. Zusammenfassend lassen sich aus den geschilderten Schwierigkeiten bzw. Unwägbarkeiten folgende Forderungen an künftige Revisionspfannenimplantate ableiten: 1. Inlay-Verankerung konsequent zementfrei sowie wahlweise zementiert. 2. Frei einstellbare Inlay-Position bei liegender Pfanne bzw. Abstützschale, auch bei zementfreier Inlay-Verankerung. 3. Wahlweise Inlay-Komponenten in PE: offen – Schnapp- – randüberhöht – Segmentring. 4. Keramik-Inlays, Verwendung von großen Keramikköpfen.

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210

6

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

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211 6.2 · Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen

6.2

6

Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen: ein wesentlicher Aspekt in der Revisionsendoprothetik M. Morlock

6.2.1 Einleitung

Durch die Leistung von Sir John Charnley wurde der Hüftgelenkersatz vor über 40 Jahren zu einer äußerst erfolgreichen Routineoperation. Charnleys Ansatz der »Low friction arthroplasty« zusammen mit der Zementierung der Gelenkskomponenten ermöglichte reproduzierbare Operationsergebnisse mit hohen Erfolgsraten [10]. Das revolutionär »Neue« an seinem, in den 1960er Jahren eingeführten Konzept waren die kleinen Hüftköpfe (Ø 22,25 mm) kombiniert mit relativ dicken Hüftpfannen aus Kunststoff, wobei bei der Auswahl des Kunststoffes die niedrige Reibung im Vordergrund stand (⊡ Abb. 6.4). Konsequenterweise benutzte Charnley anfangs Teflon (PTFE) als Hüftpfannenmaterial. Aufgrund der schlechten Abriebseigenschaften dieses Materials scheiterten die ersten Versuche [49]. Die Wahl des entsprechenden Kunststoffes fiel dann auf Polyethylen (PE), welches gute Reibungs- und Verschleißeigenschaften aufweist. Seit dieser Zeit ist PE fest in der Endoprothetik etabliert.

a

b

⊡ Abb. 6.4. a Metall-Metall-Hüftprothese mit großem Kopfdurchmesser (Ringprothese) (Thackray Medical Museum, Leeds), b Beispiel einer Charnley-Prothese mit einem Kopfdurchmesser von 22,25 mm. (Mit Genehmigung von DePuy International, Leeds, England)

212

6

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

Mit seinem Ansatz gelang es Charnley, die zu seiner Zeit häufig auftretenden Probleme der Komponentenlockerung bei Großkopf-Metall-Metall-Paarungen (⊡ Abb. 6.4) zu umgehen, da beim »Low-friction«-Konzept auf die Verankerung der Prothesen im Knochen nur niedrige zusätzliche Kräfte durch die Reibung im Gelenk ausgeübt werden. Den unzureichenden Fertigungsgenauigkeiten, welche häufig für das Versagen der ersten Generation von GroßkopfMetall-Metall-Paarungen verantwortlich gemacht werden, kamen bei Charnleys Konzept eine deutlich geringere Bedeutung zu, bedingt durch die Anpassungsfähigkeit von PE. Seit Charnleys Zeiten hat sich die Erwartungshaltung des Patienten stark geändert. Dieser erwartet heute eine hohe Funktionalität und Belastbarkeit bei gleichzeitiger Langlebigkeit seines Hüftgelenkersatzes. Mit Charnleys Konzept ist dies schwer zu erreichen. Forschung und Entwicklung haben in den letzten 20 Jahren versucht, diesen Erwartungen gerecht zu werden, indem zum einen bestehende Materialien und Designs verbessert und zum anderen neue Konzepte entwickelt wurden. Bei der Entwicklung neuer Materialien für die Artikulation im Hüftgelenk hat sich der Hüftgelenksimulator als Werkzeug der präklinischen Testung etabliert. Diese Simulatoren erlauben es neuerdings, Variationen im Belastungsmuster wie Subluxationen, Mikroseparation, erhöhte Schwungphasenlasten, Variationen in Pfannenpositionierung oder Stolpervorgänge bei der Testung zu berücksichtigen ( ⊡ Abb. 6.5). Durch die großflächige Verbreitung derartiger Simulatoren besteht nun die Möglichkeit, frühzeitig genormte Verschleißtestungen von neuen Materialien durchzuführen und katastrophales Versagen in der klinischen Anwendung mit hoher Sicherheit auszuschließen. Der klinische Erfolg des Hüftgelenkersatzes ist unstrittig. Die 10-Jahres-Überlebensrate stieg von 1980 (83,4±0,7%) bis 1995 (92,5±0,4%) kontinuierlich an [43]. Simultan steigt je-

⊡ Abb. 6.5. Frei programmierbarer 6-Stationen-Hüftsimulator nach ISO 14242-1 [42]

213 6.2 · Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen

6

doch ebenfalls die Anzahl der anstehenden Revisionen: Derzeit sind in den USA bereits 17,5% der Hüftgelenkoperationen Revisionen [50]. Bis 2030 wird erwartet, dass die Anzahl der Hüftgelenkoperationen um 174% auf über eine halbe Million pro Jahr ansteigt [51]. Die Revisionen sollen sich sogar bis ins Jahr 2026 verdoppeln [51]. Die Gründe hierfür sind vielschichtig und beinhalten neben der erhöhten Lebenserwartung Faktoren wie die höheren Ansprüche an die Lebensqualität, die Zunahme von Freizeitsport im Alter oder auch die ständige Zunahme des Bevölkerungsanteils mit Übergewicht [46, 70]. So stieg in Deutschland der Prozentsatz der Fettleibigen von 1985 bis 2002 um ca. 7% auf 23% an [70]. Die Hauptursachen für Reoperationen nach Hüftgelenkersatz sind die aseptische Lockerung (59,2%) und die Luxation (11,3%), dichtauf gefolgt von den Infektionen (8,9%) und den Frakturen (7,1%) [43]. Interessant hierbei ist, dass der Anteil der Revisionen aufgrund der aseptischen Lockerung leicht zurückgeht und dafür der Prozentanteil der Reoperationen wegen Luxationen leicht zunimmt. Die Anzahl der Publikationen über Reibung, Schmierung und Verschleiß (Tribologie) von unterschiedlichen Materialien für die Gelenkartikulationspartner von Hüftprothesen sind in den letzten Jahren unüberschaubar geworden. Dieser Beitrag fokussiert nach einer allgemeinen Einführung in die Thematik auf die besonderen tribologischen Aspekte bei Revisionsoperationen.

6.2.2 Das kleine Einmaleins der Tribologie

Prinzipiell werden vier unterschiedliche Verschleißmechanismen unterschieden: Abrasion, Adhäsion, Oberflächenzerrüttung und tribochemische Reaktionen [13]. Für die Größe des auftretenden Verschleißes spielt der Schmiermodus eine ausschlaggebende Rolle (⊡ Abb. 6.6). Haben die Oberflächen Grenzflächenkontakt zueinander, reiben bei Bewegungen die Spitzen der Oberflächen aneinander und verursachen Verschleiß. Sind die Grenzflächen vollständig durch einen Flüssigkeitsfilm zwischen den Artikulationspartnern getrennt, spricht man von hydrodynamischer oder Flüssigkeitsschmierung (⊡ Abb. 6.6). Dieser Zustand entspricht einer »effektiven Schmierfilmdicke« von λ=3. Die effektive Schmierfilmdicke λ berechnet sich als Quotient der Schmierfilmdicke und der Oberflächenrauhigkeit der Gelenkpartner [16]. Ein Wert von 3 bedeutet, dass der Schmierfilm die Oberflächenrauhigkeit der beiden Gelenkpartner »auffüllt« und zusätzlich ein Schmierfilm vorhanden ist, welcher der Dicke der gemittelten Oberflächenrauhigkeit beider Gelenkpartner entspricht (⊡ Abb. 6.6). Es besteht somit keinerlei Kontakt zwischen den Gelenkkomponenten, und es tritt bei Dauerbetrieb nur

⊡ Abb. 6.6. Schematische Darstellung der effektiven Schmierfilmdicke λ für unterschiedliche Schmiermodi [16]

214

6

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

ein minimaler Verschleiß durch die Scherbewegungen zwischen Schmierfilm und Gelenkkomponente auf. Für λ=1 besteht immer ein Kontakt zwischen den Gelenkpartnern, da der Schmierfilm nicht in der Lage ist, die Oberflächenrauhigkeiten auszugleichen. Dieser Zustand besteht immer nach einer Stillstandsphase beim Beginn einer Bewegung und wird zumeist von einem simultan auftretenden hohen Reibungskoeffizienten begleitet. Liegt λ zwischen 1 und 3, spricht man von Mischschmierung (⊡ Abb. 6.6). Die effektive Schmierfilmdicke kann durch eine Senkung der Oberflächenrauhigkeit oder eine Erhöhung der Schmierfilmdicke verbessert werden. Moderne Gelenkpaarungen sind hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit schon mehr oder weniger »ausgereizt«; eine weitere Verbesserung, wenn sie denn möglich wäre, würde überproportionale Kosten erzeugen. Damit bleibt die Erhöhung der Schmierfilmdicke die Maßnahme der Wahl. Ob ein Schmierfilm bei einer Bewegung entsteht und wie dick dieser Schmierfilm ist, hängt von zahlreichen Faktoren ab. Hierzu gehören: ▬ Benetzbarkeit der verwendeten Materialien, ▬ Breite des Schmierspalts (Passung oder Spiel), ▬ Kontaktspannung, ▬ Viskosität des Schmiermediums, ▬ Bewegungsfreqenz und -amplitude bzw. Relativgeschwindigkeit an der Kontaktfläche, ▬ Dauer der Ruhephasen und die ▬ Bewegungsform. Die Dicke des Schmierfilms steigt an bei ▬ guter Benetzbarkeit, ▬ hohen Relativgeschwindigkeiten, ▬ niedrigen Kontaktspannungen, ▬ schmalem Schmierspalt, ▬ hoher Viskosität des Schmiermediums, ▬ kurzen Ruhephasen und ▬ kontinuierlichen (»nichtpendelnden«) Bewegungsformen. Die Bestimmung der Benetzbarkeit erfolgt über den Kontaktwinkel (⊡ Abb. 6.7). Ein hoher Kontaktwinkel ist eine Indikation für eine schlechte Benetzbarkeit. Keramik und keramische Schichten weisen eine hohe Oberflächenenergie und Benetzbarkeit auf, Metalle eine etwas niedrigere; Kunststoffe sind eher hydrophob und schlecht benetzbar. Vereinfacht kann festgehalten werden, dass die Oberflächenenergie mit zunehmender Schmelztemperatur zunimmt [38]. Die Breite des Schmierspalts bzw. das Spiel einer Gelenkpaarung berechnet sich aus der Differenz des Kopf- und Pfannenradius (⊡ Abb. 6.8). Vereinfacht gesagt sollte das Spiel unter den gegebenen Bedingungen so gering wie möglich sein [56, 73]. Dies bedeutet, dass herstellungsbedingte Größenvariationen und Unrundheiten sowie die Deformation der Komponenten, welche bei der Implantation auftreten können, mit berücksichtigt werden müssen. Das »optimale« Spiel ist somit von vielen Faktoren abhängig und individuell für jede Gelenkpaarung. Das Spiel einer Gelenkpaarung bestimmt auch die Größe der Kontaktspannung: Die Kontaktfläche nimmt mit abnehmendem Spiel zu, wodurch die Spannung abnimmt. Die Viskosität des Schmiermediums kann in situ nicht dauerhaft beeinflusst werden, deswegen wird hierauf nicht näher eingegangen. Die Höhe der Kontaktspannung wird – wie sämtliche restlichen Faktoren – neben prothesenspezifischen auch stark von patientenspezifischen Aspekten wie Gewicht und Aktivitätsniveau beeinflusst.

215 6.2 · Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen

a

6

b

⊡ Abb. 6.7a,b. Tropfenform als Maß der Benetzbarkeit von Implantatoberflächen. Ein höherer Kontaktwinkel am Übergang zwischen Tropfen und Implantatmaterial ist Ausdruck einer schlechteren Benetzbarkeit. a Metall, b Keramik. (Mit Genehmigung von Ceramtec GmbH, Plochingen)

⊡ Abb. 6.8. Das Spiel einer Hüftgelenkendoprothese ergibt sich aus der Differenz der Radii der Pfanne und des Kopfes. Das diametrale Spiel entspricht dem doppelten radialen Spiel. Die effektive Breite des Schmierspalts ist in der Belastungszone am geringsten, bei Kontakt der Artikulationspartner verschwindet der Spalt ganz

Verschleiß Für die Verschleißraten heutiger Gelenkpaarungen gibt es zahlreiche Werte aus In-vitro-Simulatorenuntersuchungen und aus klinischen In-vivo-Studien. In vivo kann der Verschleiß durch die Analyse von bei der Revision gewonnenen Implantaten, durch die Bestimmung der Migration über Röntgenbildanalyse oder auch durch die Analyse der Konzentration von Verschleißprodukten im Blut bestimmt werden. Die berichteten Werte variieren teilweise stark. Übereinstimmung besteht jedoch hinsichtlich der Reihenfolge in der Verschleißrate (am Beispiel des linearen Verschleißes): Keramik-Keramik-Paarungen weisen den geringsten Verschleiß auf (~0,005 mm/Jahr), Metall-PE-Paarungen den höchsten (~0,2 mm/Jahr); der PE-Verschleiß kann durch die Verwendung eines Keramikkopfes ungefähr halbiert werden (Semlitsch u. Willert 1997); der Verschleiß von Metall-Metall-Paarungen liegt ungefähr

216

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

doppelt so hoch wie von Keramik-Keramik-Paarungen [20]. Quervernetztes PE zeigt eine deutlich verbesserte Verschleißrate im Vergleich zum konventionellen PE, ohne jedoch die Werte von Hart/Hart-Paarungen zu erreichen. Die Größe der generierten Partikel ist analog zum Verschleißverhalten: Die Größe von Metall und Keramikpartikeln liegt im Bereich von Nanometern, die von PE im Bereich von Mikrometern. Hieraus erklärt sich, dass trotz des besseren Abriebverhaltens die Anzahl der generierten Partikel bei Metall-Metall-Paarungen ca. 100- bis 1000-mal größer als bei PE sind [23, 31].

Hart/Weich

6

Bei Hart/Weich-Paarungen, die typischerweise in der Artikulation »harter« Kopf gegen »weiche« Pfanne vorkommen, nimmt aufgrund des abrasiven Verschleißmechanismus und der vorliegenden Grenzflächenschmierung das Verschleißvolumen mit zunehmendem Durchmesser des Kopfes zu, da der Verschleißweg zunimmt [12, 19, 32]. Der Verschleißweg entspricht der Distanz, die von einem beliebigen Punkt eines Gelenkpartners im Kontaktbereich bei einem Bewegungszyklus zurückgelegt wird. Dies erklärt, warum ein Kopf mit einem Durchmesser von 22,25 mm in der Hart/Weich-Paarung wenig Verschleiß aufweist und zum anderen, warum Großköpfe in dieser Konfiguration aufgrund ihrer hohen Abriebsraten generell nicht erfolgreich waren [36]. Allerdings ist in Einzelfällen auch beim sog. Wagner-Konzept nach langjähriger Laufzeit ein geringer Verschleiß des PEs zu beobachten (⊡ Abb. 6.9). Es könnte sein, dass bei optimalen Bedingungen hinsichtlich des Spiels und der Steifigkeit der Komponenten auch in der Artikulation mit PE ein Flüssigkeitsfilm entstehen kann. Die R-THP-Prothese bildet die Ausnahme bei den Hart/Weich-Paarungen: großer UHMWPE- (ultrahochmolekulargewichtiges PE) Kopf mit dünnwandiger Metallpfanne. Dieses Konzept soll bei optimierter Passung eine elastohydrodynamische Schmierung mit geringen Abriebsraten ermöglichen, für welche 30-jährige Ergebnisse vorliegen [44]. Inwieweit diese Ergebnisse übertragbar sind, ist schwierig zu beurteilen. Aufgrund des abrasiven Verschleißmechanismus erfolgt der Abrieb hauptsächlich auf der Seite des weichen Partners. Die Rauhigkeit des Kopfes spielt hierbei eine wichtige Rolle: Geringere Rauhigkeit resultiert in niedrigerem Verschleiß. Dies erklärt die etwa 50%ige Reduzierung des PE-Verschleißes bei Verwendung eines Keramikkopfes [20] bzw. eines Kopfes mit keramischer Oberfläche [4]. Insgesamt hat sich die Weiterentwicklung der Materialien für die Hart/Weich-Artikulation in den letzten Jahrzehnten jedoch hauptsächlich auf der Pfannenseite abgespielt. Neben einigen Fehlschlägen – wie zum Beispiel der Verwendung von Hylamer [78] – wurde der Verschleiß von UHMWPE durch Quervernetzung (»cross-linking«) oder die Beigabe von Vitamin E (zur Bindung freier Radikale) in Simulatorenstudien deutlich verbessert [66]. Hierbei sind zwei Aspekte zu beachten: 1. Nicht das Verschleißvolumen an sich, sondern die »funktionelle biologische Aktivität« (FBA) der Verschleißpartikel spielt die entscheidende Rolle. Die FBA wird von Partikelgröße, -geometrie und -material bestimmt [30]. 2. Quervernetztes PE ist nicht gleich quervernetztes PE. Es gibt unterschiedliche Methoden der Quervernetzung, unterschiedliche Bestrahlungsdosen, Wärmebehandlungen und Sterilisationsmethoden. Die verbesserten Verschleißeigenschaften von quervernetztem PE sind unstrittig: 85% Verschleißreduktion in vivo [74], 95% Verschleißreduktion in vivo [58], 72% Verschleißreduktion in vivo [14], 50% Verschleißreduktion in vivo [15], 33% Verschleißreduktion in vivo [28]. Auch bei großen Köpfen (Ø >32 mm) zeigt sich ein besseres Verschleißverhalten [29].

217 6.2 · Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen

a

c

6

b

d

⊡ Abb. 6.9a–d. Revisionspräparat einer Wagner-Kappe mit PE-Pfanne nach 26 Jahren in situ. a morphologischer Schnitt, b Röntgenkontaktaufnahme des Schnittes, c Abriebsmuster des Kopfes, d PE-Pfanne ohne gravierende Abriebsspuren. Die Pfanne musste für die Revision in situ zersägt werden. (Präparat freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Prof. Windhager, Graz; Präparataufarbeitung von Prof. Delling, Hamburg)

Allerdings hat die Quervernetzung von PE immer eine Veränderung der Materialeigenschaften zur Folge. Hierzu zählen die reduzierte Ermüdungsfestigkeit [5] sowie die Reduzierung der Zähigkeit, welche es für die Schädigung bei Impingement anfällig macht [37]. Quervernetztes PE zeigt bei Verschleißstudien zudem einen prozentual höheren Anteil von kleinen Partikeln [2]. Ob ein Vorteil hinsichtlich der FBA erreicht werden kann, wird kontrovers diskutiert. Die Aussagen reichen von »höhere funktionelle Aktivität bei kleineren Partikeln« [25] über »kein Vorteil in Bezug auf funktionell biologische Aktivität« [21] bis hin zu »4fach geringere funktionelle biologische Aktivität« [26, 27]. Ein Teil dieser teilweise kontroversen Aussagen ist durch die unterschiedlichen verwendeten Grundmaterialien zu erklären, welche für die FBA ebenfalls eine Rolle spielen [39]. Die positiven klinischen Ergebnisse für quervernetztes PE basieren derzeit noch auf Beobachtungszeiträumen deutlich unter 10 Jahren. Ob sich die reduzierten Materialeigenschaften und die kleineren Partikelgrößen auf die Dauer negativ auswirken, wird sorgsam zu beobachten sein. Die Hoffnung, dass sich die Häufigkeit der aseptischen Lockerung als Revisionsgrund basierend auf den verbesserten Abriebseigenschaften reduzieren lässt, ist nach den derzeit verfügbaren Informationen durchaus berechtigt.

218

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

Das diametrale Spiel bei Hart/Weich-Paarungen ist relativ groß und liegt im Bereich von 0,1–0,3 mm (ISO 7206-29; ⊡ Abb. 6.10). Da keine Flüssigkeitsschmierung angestrebt wird, ist dieser Parameter nicht besonders kritisch, solange das Spiel nicht zu gering ist. Zu geringes Spiel kann auch bei Hart/Weich-Paarungen zum Bremstrommelphänomen führen (Kopf wird in der Pfanne »eingeklemmt«). Materialien, die Setz- oder Toleranzprobleme bei gleichzeitigen guten Abriebseigenschaften an den Tag legen, sollten deswegen mit besonderer Berücksichtigung hinsichtlich ausreichenden Spiels eingesetzt werden [75]. Das Gleiche gilt für Pfannendesigns, die die Formkonstanz des Inlays bei Belastung nicht garantieren können. Insgesamt können Hart/Weich-Paarungen jedoch als »verzeihend« bezeichnet werden. Geringe Fehlplatzierungen werden durch die Anpassungsfähigkeit des PEs nicht mit sprunghafter Zunahme des Abriebs »bestraft«. Allerdings ist auch für diese Paarung ein höherer Abrieb bei steiler als 45° eingebauten Pfannen zu beobachten [3].

6

Hart/Hart Bei den Hart/Hart-Paarungen sind derzeit die Kombinationen Metall-Metall und Keramik-Keramik im Einsatz. Durch die weitgehend formkonstanten Materialien kann das diametrale Spiel zwischen ca. 50 und 150 µm (je nach Hersteller) sehr niedrig eingestellt werden. Ein kleines Spiel begünstigt die Bildung eines Schmierfilms und reduziert den Abrieb [9, 17, 55, 59, 60, 72]. Speziell bei Metall-Metall-Paarungen verbessert sich das tribologische (und funktionelle) Verhalten mit dem Kopfdurchmesser, da mit Zunahme des Durchmessers – bei ansonsten konstanten Parametern – eine Erhöhung der Kontaktfläche und eine Zunahme der Relativgeschwindigkeit an der Kontaktfläche erfolgt (⊡ Tabelle 6.1) [81]. Bei kleinen Kopfdurchmessern (der absolute Wert hängt hierbei von zahlreichen Parametern wie Bewegungsform, Schmierflüssigkeit oder auch dem Lastverlauf ab) herrschen auch bei MetallMetall-Paarungen der Grenzflächenschmiermodus und damit der abrasive Verschleißmodus vor. Dies bedeutet, dass wie bei den Hart/Weich-Paarungen mit Zunahme der Kopfgröße der Verschleiß zunimmt (in ⊡ Tabelle 6.1 für die Zunahme des Kopfdurchmessers von 16 auf 22,25 mm). Steigt der Kopfdurchmesser weiter an, geht die Paarung über den Mischschmiermodus in den Flüssigkeitsschmiermodus über (⊡ Tabelle 6.1). Eine noch weitere Durchmessererhöhung der Paarung würde in weiterer Verschleißreduzierung resultieren, allerdings in deutlich geringerem Maße. Bei Keramikpaarungen tritt der Flüssigkeitsschmiermodus aufgrund der besseren Benetzbarkeit als bei Metallpaarungen schon bei kleineren Durchmessern auf. Bei Anlaufvorgängen nach Ruhephasen durchläuft eine Gelenkpaarung immer sämtliche

⊡ Tab. 6.1. Abhängigkeit des Schmiermodus und des Verschleißes vom Durchmesser der Gelenkpaarung Kopfdurchmesser Ø [mm]

Schmiermodus

Einlaufverschleiß [mm3/106Zyklen]

Steady-state-Verschleiß [mm3/106Zyklen]

16

Grenzfläche

4,85

4,85

22,225

Grenzfläche

6,30

6,30

28

Mischschmierung

1,62

0,54

36

Hydrodynamische Schmierung

Werte aus Smith et al. 2001 [81].

0,07

219 6.2 · Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen

6

a

b

c

⊡ Abb. 6.10. a Bestimmung des Inklinationswinkels vom a.p.- Röntgenbild, b Abriebsmuster von Pfanne und Kopf einer Großkopf-Metall-Metall-Paarung bei korrekter Einbausituation (Inklinationswinkel 47°), c Abriebsmuster bei steil implantierter Pfanne (Inklinationswinkel 62°)

220

6

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

Schmiermodi, wobei die Reibung bei der ersten Bewegung deutlich erhöht ist, besonders bei Metall-Metall-Paarungen [64]. Es herrscht Übereinstimmung darüber, dass Metalllegierungen mit hohem Karbonanteil geringeren Abrieb aufweisen als mit niedrigem (»low carbon«) [72]. An einer weiteren Verbesserung der Verschleißraten von Hart/Hart-Paarungen wird gearbeitet. So haben Chromnitrid- oder Chrom-Kobalt-Nitridschichten im Simulator vielversprechende Ergebnisse hinsichtlich der Verschleißrate und der Reduzierung der FBA der Verschleißprodukte gezeigt [24, 89]. Neben den hervorragenden Verschleißeigenschaften unter optimalen Arbeitsbedingungen gibt es auch bei den Hart/Hart-Paarungen unerwünschte Eigenschaften und Nebenerscheinungen. Bei Metall-Metall-Paarungen ist dies besonders der Metallabrieb, bei Keramik-Keramik-Paarungen die Bruchgefahr der Komponenten. Für alle Hart/Hart-Paarungen ist die korrekte Implantatpositionierung für das Verschleißverhalten äußerst wichtig; ebenso wird für beide Paarungen transientes bzw. permanentes Quietschen berichtet. Metallabrieb ist nicht alleine bei Metall-Metall-Gelenkpaarungen zu beobachten. Auch bei Hart/Weich-Paarungen entsteht Metallabrieb an den modularen Verbindungen zwischen Kopf und Schaft sowie durch Korrosion, auch wenn die Anzahl der auf diese Weise generierten Partikel um ein Vielfaches geringer ist als die in der Artikulation von Metall-MetallPaarungen generierten [11, 83]. Der deutliche Anstieg von Kobalt- und Chromkonzentration bei Metall-Metall-Paarungen im Blutserum und Urin ist unbestritten [57, 80], auch wenn ein gewisser Rückgang der Konzentrationen mit der Zeit beschrieben wird [18, 40, 71, 80]. Es ist noch nicht eindeutig geklärt, ob die erhöhte Metallkonzentration an sich oder chemische Vorgänge, die Partikelmorphologie, die Partikelgröße oder die Metallionen die Verursacher der in der Literatur beschriebenen Probleme sind: ▬ aseptische Osteolysen aufgrund von Hypersensitivität besonders bei Metalllegierungen mit niedrigem Kobaltanteil [48, 61, 67, 86], ▬ aseptische Osteolysen, verursacht durch eine lymphozytendominierte Immunantwort im Sinne einer Hypersensitivität [33, 87, 88], ▬ Reduktion der T-Zell-Anzahl [34], ▬ Chromosomenanomalie [52], ▬ Angst vor Übertragung der erhöhten Metallkonzentration auf den Embryo [7]. Es gibt in der Literatur leider keine verlässlichen Angaben zur absoluten Häufigkeit dieser Nebenwirkungen, Berichte über nachgewiesene Nachwirkungen sind zudem äußerst selten [18]. Für Keramikversagen hingegen gibt es Werte hinsichtlich der Auftretenswahrscheinlichkeit. Die Werte sind im Allgemeinen äußerst niedrig, weisen jedoch auch einige Ausreißer nach oben auf. Sie reichen von 0,004% [91] über 0,1% [76] bis hin zu 1,7% in einem asiatischen Kollektiv [68]. Die Versagensbilder sind recht unterschiedlich und reichen vom Randabplatzer bei keramischen Pfanneninlays bis hin zur multifragmentären Keramikkopffraktur. Das Hauptproblem bei keramischen Frakturen ist neben der Fraktur an sich die besondere Problematik bei der Revision ( Kap. 6.2.3). Als Versagensgründe werden Impingement, Randbelastung, Subluxation, traumatische Ereignisse, übermäßige Flexion oder die Lockerung des Kopfes auf dem Konus genannt [65, 68, 69]. Diese Gründe fallen also hauptsächlich in die Kategorien »Anwendung« und »Beanspruchung« und weniger in die Kategorie Materialfehler, welche nur in seltenen Fällen als Versagensgrund ausgemacht werden. Ausnahme hierbei ist eine bis dato einmalige Rückrufaktion von St. Gobain Desmarquest im Jahre 1998, als durch

221 6.2 · Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen

6

Umstellungen in der Herstellung bei einigen Serien von Zirkonhüftköpfen eine deutlich erhöhte Versagensrate auftrat. Durch die Weiterentwicklung der keramischen Grundmaterialien und besonders den Einsatz von Verbundkeramiken mit erhöhter Festigkeit (z. B. DELTA® der Firma Ceramtec, Plochingen) sollte dieses Problem in Zukunft bei korrekter Verwendung noch geringer werden. Die Positionierung der Implantate spielt bei Hart/Hart-Paarungen eine dominante Rolle. Da die guten Verschleißeigenschaften von Hart/Hart-Paarungen auf der Flüssigkeitsschmierung beruhen, sind alle Aspekte, die zu einer Störung derselben führen, in höchstem Maße verschleißfördernd. Nähert sich die Kontaktzone zwischen Kopf und Pfanne zu sehr dem Pfannenrand, kann sich die effektive Kontaktfläche verringern und zu einer Erhöhung der Kontaktspannung führen, welche zum Zusammenbruch des Schmierfilms führt. Damit herrscht der Grenzflächenschmiermodus vor, bei welchem die Länge des Verschleißwegs die dominante Rolle spielt. Besonders bei Großkopf-Metall-Metall-Paarungen führt dies zu einer teilweise dramatischen Erhöhung des Metallabriebs. In einer gemeinsamen Studie der TUHH und des UKE in Hamburg wurden seit 2004 über 200 weltweit versagte Großkopf-Metall-Metall-Paarungen untersucht [8, 63]. Hierbei zeigte die tribologische Analyse den signifikanten Einfluss einer Randbelastung (⊡ Abb. 6.10): Präparate, die aufgrund ihres eindeutigen Abriebmusters als »randbelastend« kategorisiert wurden, wiesen im Mittel einen 10- bis 20fach höheren Abrieb auf (⊡ Tabelle 6.2). Maximal wurde eine 600fache Erhöhung des Abriebs beobachtet. Die vom a.p.-Röntgenbild bestimmten Inklinationswinkel waren im Falle der Randbelastung ungefähr 10° höher und damit deutlich außerhalb der »safe-zone« [54]. Allerdings war der Unterschied zwischen den Gruppen mit und ohne Randbelastung nicht signifikant (p = 0,33). Dies deutet darauf hin, dass die Anteversion der Pfanne, welche im Rahmen der vorliegenden Studie nicht bestimmt werden konnte, ebenfalls eine wichtige, wenn nicht die wichtige Rolle spielt. Bei Keramik-Keramik-Paarungen führt eine Fehlplatzierung oder Subluxation der Implantate zur sog. »stripe wear«, welche zu einer deutlichen Reibungserhöhung führen kann [68, 84]. Im Extremfall kann die Reibungserhöhung zur Dislokation mit konsekutivem Bruch des Inlays führen [69]. Zudem sollte beachtet werden, dass übermäßige Pfannendeformation beim Einbau, verursacht z. B. durch zu hohen »pressfit«, dazu führen kann, dass das keramische Pfanneninlay nicht richtig in der Metallpfanne verklemmt werden kann [41, 82]. Die Positionierung der Implantate spielt auch eine wichtige Rolle für das Phänomen des Quietschens oder Klickens von Hart/Hart-Paarungen. Interessanterweise wurde diese Problematik für Keramik-Keramik-Paarungen vor 2005 überhaupt nicht und für MetallMetall-Paarungen nur sporadisch berichtet [18]. Neuerdings gibt es einige Berichte über ein gehäuftes Auftreten dieses Phänomens bei Keramik-Keramik-Paarungen, allerdings noch keinerlei Publikationen. Als erwiesen kann derzeit angesehen werden, dass Keramik-Keramik-Paarungen, welche im Patienten gequietscht haben, bei der Revision »stripe wear« aufwiesen [62, 84, 85]. Die mit »stripe wear« verbundene Reibungserhöhung könnte zu einer höheren Energieaufnahme des Gelenks bei Bewegungen führen und damit ausreichen, eine der Komponenten derart zum Schwingen zu bringen, dass ein Quietschgeräusch auftritt. Ein ähnlicher Mechanismus wurde bei mehreren Fällen mit Quietschphänomenen in Deutschland vermutet, in welchen eine Formveränderung des nicht voll keramischen Pfannen-Inlays zum sog. »Bremstrommeleffekt« geführt haben könnte. Der daraus resultierende Reibungsanstieg könnte dann eine Schwingung des Keramikkopfes auf dem Konus und somit hörbares Quietschen ausgelöst haben. Sämtliche Erklärungen für Quietschphänomene sind zu einem hohen Teil spekulativ und bedürfen dringendst der wissenschaftlichen Abklärung.

222

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

⊡ Tab. 6.2. Verschleißbestimmung an revidierten Großkopfhüftgelenkpaarungen für Einbausituationen mit und ohne Randbelastung Randbelastung Anzahl

6

Keine Randbelastung

Mittelwert ± StD

Min

Max

Anzahl

Mittelwert ± StD

Min

Max

Abriebsrate Pfanne [mm³/Jahr]

8

18,6±17,9

0,7

59,8

3

1,8±3,2

0,1

4,9

Abriebsrate Kopf [mm³/Jahr]

8

10,6±5,9

1,4

22,4

3

0,5±0,4

0,2

0,9

Linearer Abrieb Pfanne [µm/Jahr]

8

120,4±107,7

48,2

379,4

3

32,8±18,1

13,7

49,7

Linearer Abrieb Kopf [µm/Jahr]

8

33,3±11,5

19,4

48,9

3

15,0±9,8

5,6

25,1

Kopfdurchmesser [mm]

9

47,4±2,8

42,6

26,0

5

52,2±2,6

48,6

54,6

Pfanneninklination [°]

6

57,5±12,5

45,0

75,0

2

47,5±3,5

45,0

50,0

Werte beziehen sich auf die Untersuchung von Präparaten aus Komplettrevisionen (Pfanne und Kopf ersetzt). StD: Standardabweichung.

Kopfdurchmesser Die Luxationsrate nimmt klinisch mit zunehmendem Kopfdurchmesser ab [12]. Diese Verbesserung ist zu erwarten, da die »jumping distance« bei hemisphärischen Pfannen der Hälfte des Kopfdurchmessers des Gelenkkopfes entspricht. Bei der Begeisterung für große Kopfdurchmesser darf nicht vergessen werden, dass die Reibmomente mit dem Kopfdurchmesser zunehmen. Diesen Reibmomenten muss, speziell bei Anlaufbewegungen nach Ruhephasen, die Implantatverankerung gewachsen sein, ansonsten kann es zur Früh- oder – in Verbindung mit Impingement – auch Spätlockerung kommen. Materialbedingt liegt die Reibung bei Metall-Metall-Paarungen am höchsten und bei Keramik-Keramik oder Keramik-PE-Paarungen am niedrigsten [6, 64, 92]. In ⊡ Abb. 6.11 sind keramische Köpfe dargestellt, um zu verdeutlichen, dass große Kopfdurchmesser über 40 mm nicht notwendigerweise auf Metallköpfe beschränkt sein müssen. Inwieweit sich keramische Großköpfe auf dem Markt durchsetzen werden, wird sich zeigen ( Kap. 6.2.4). Es soll in diesem Zusammenhang noch einmal betont werden, dass große Köpfe in der Hart/Weich-Paarung aufgrund des abrasiven Verschleißmechanismusses und des größeren Verschleißweges äußerst problematisch sind. Quervernetzte Polyethylene reduzieren zwar merklich den Verschleiß, an dem in der Paarung dominierenden Verschleißmechanismus können sie jedoch nichts ändern.

223 6.2 · Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen

6

⊡ Abb. 6.11. Hüftköpfe aus unterschiedlichen keramischen Materialien mit unterschiedlichen Durchmessern: Aluminiumoxid Al2O3 Ø 28mm, Diamond-like-carbon- (a:CH-)beschichteter CoCr-Kopf Ø 32 mm, Zirkonoxid ZrO2 Ø 38 mm, Verbundkeramik Delta® Ø 42 mm, Delta® Ø 54 mm). Die beiden großen Durchmesser sind kommerziell noch nicht erhältlich

6.2.3 Aspekte bei der Revision

Die Tribologie der Materialien einer Artikulationspaarung ist unabhängig davon, ob es sich um eine Primärimplantation, die erste oder eine konsekutive Revision handelt. Jedoch müssen bei der Revision von einzelnen Komponenten einer Gelenkpaarung (besonders nach Frakturen einer Gelenkkomponente) zusätzliche Richtlinien berücksichtigt werden. Dies trifft besonders auf Gelenkpaarungen mit Hart/Hart-Artikulationspartnern zu.

Metall-Metall-Paarungen Der Einlaufverschleiß bei Revision des Kopfes einer Metallgroßkopfpaarung und Belassung der Pfanne in situ ist deutlich geringer als bei der Primärimplantation [53]. Dies kann durch die optimierte Kontaktsituation auf der Pfannenseite erklärt werden, da hier der Einlaufverschleiß bereits mit dem Primärkopf stattgefunden hat. Somit findet hauptsächlich nur noch das Einlaufen des neuen Kopfes statt. Voraussetzung hierfür ist allerdings die identische Größe des Revisionskopfes und vergleichbare Kopforientierung. Bei kritischer Pfannenplatzierung sollte berücksichtigt werden, dass eine alleinige Revision des Kopfes wieder zu erhöhtem Verschleiß führen kann [63]. Sind Zeichen von verstärktem Metallabrieb bei der Revision erkennbar, sollte aus diesem Grunde in solchen Fällen auch die Pfanne revidiert werden. Bei der Revision der Pfanne bei Großkopf-Metall-Paarungen bzw. bei der Revision beider Komponenten sollte bedacht werden, dass die Anlaufreibmomente mit dem Kopfdurchmesser zunehmen und speziell bei Metall-Metall-Paarungen hoch sein können; auf eine ausreichende Verankerung der Komponenten (und hier besonders der Pfanne) muss somit spezieller Wert gelegt werden.

Keramikpaarungen Eine Revision nach Keramikfrakturen ist immer problematisch. Prinzipiell muss nach dem Bruch einer keramischen Komponente immer eine Keramik-Keramik-Paarung gewählt werden, da nie ausgeschlossen werden kann, dass einige Keramikpartikel im Gelenkgebiet bei der Revision verbleiben. Ein Nichtbeachten dieser Maxime kann einen schnellen Metallkopfabrieb mit Granulombildung nach Revision einer Keramikkopffraktur mit Metall-PE aufgrund

224

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

⊡ Abb. 6.12. Beispiel eines Aufsteckkonus für 12/14-Konen mit entsprechendem Steckkopf aus Delta®-Keramik für die Revision von beschädigten Schaftkonen. Unterschiedliche Adapter (Offset, Konusgröße) und Steckköpfe (Metall, Zirkonoxid, Doppelkopf, Großkopf ) sind erhältlich. (»Bioball-Adapter«; mit Genehmigung von Merete Medical GmbH, Berlin)

6

von im PE eingebetteten Keramikpartikeln zur Folge haben [35, 45, 47]. Die Verwendung eines Keramikkopfes in Verbindung mit einem PE-Inlay verbessert die Situation zwar in gewisser Weise, da kein Metallabrieb des Kopfes mehr möglich ist. Jedoch wird auch in der Paarung Keramik-PE der Verschleiß des Kopfes beim Vorhandensein von Keramikpartikeln deutlich erhöht sein. Eine weitere Problematik der Keramikfraktur liegt in der möglichen Schädigung des Schaftkonuses. Wenn im Vorfeld des Keramikbruches eine Lockerung des Kopfes auf dem Schaft oder nach dem Keramikbruch eine weitere Belastung des Gelenks stattgefunden hat, kann es zur Beschädigung des Konus kommen [1]. Dieses verbietet die Verwendung eines neuen Keramikkopfes auf dem alten Konus, da lokale Spannungsspitzen zwischen Keramikkopf und Konus, die zum erneuten Versagen des Kopfes führen könnten, nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden können. Um die Entfernung des Schaftes zu vermeiden, wurden sog. Aufsteckkonen entwickelt (⊡ Abb. 6.12). Diese Aufsteckkonen mit speziellen Köpfen sind von den meisten Herstellern zugelassen und sind für verschiedene Konusgrößen und Offsets verfügbar. Diese Lösung schafft eine weitere Kontakt- bzw. Grenzfläche an der Prothese, was unerwünscht ist, da an jeder Grenzfläche (speziell bei unsachgemäßer Verwendung) Probleme auftreten können. Zudem wird der Bewegungsumfang im Gelenk eingeschränkt. In der schwierigen Situation nach Keramikbruch ist dies jedoch eindeutig als das kleinere Übel im Vergleich zur Revision eines festsitzenden Schaftes zu bezeichnen und nicht zu vermeiden. Bei stark geschädigten Konen, auf denen eine sichere Verklemmung des Aufsteckkonus nicht gewährleistet werden kann, ist allerdings ein Aufsteckkonus auch keine Lösung. Die Frage, wie nach dem Bruch eines keramischen Pfannen-Inlays verfahren werden soll, ist da deutlich schwieriger zu beantworten. Die Hersteller von keramischen Komponenten verbieten, in dieser Situation ein neues Keramik-Inlay in den eventuell geschädigten Konus der Metallpfanne einzubringen. Dieses Verbot ist gut nachzuvollziehen, da ein geschädigter Pfannenkonus (wie beim Schaft) zu erhöhten lokalen Spannungen und somit zur erneuten Fraktur führen könnte. Zudem besteht die Gefahr, dass das Inlay nicht mehr richtig in der Pfanne verklemmt werden kann. Wenn der Arzt/die Ärztin der Überzeugung ist, dass der Pfannenkonus in keiner Weise geschädigt ist (z. B. bei kleineren Schäden wie Randabplatzern, sog. »Chipping«) oder aber dass die Pfannenrevision ein unzumutbares Risiko für den Patienten darstellt, dann hat er/sie naturgemäß die Möglichkeit, entgegen der Richtlinien der Hersteller zu handeln und in die alte Pfanne ein neues keramisches Inlay einzusetzen. Er/sie steht dann allerdings vor dem Problem, dass er/sie die volle Verantwortung für dieses

225 6.2 · Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen

6

Vorgehen »entgegen den Empfehlungen des Herstellers« übernimmt. Es ist zu empfehlen, die Begründung für ein derartiges Verhalten detailliert im OP-Bericht zu vermerken.

Metall-PE-Paarungen Bei der Revision von Metall-PE-Paarungen treten aus tribologischer Sicht nur besondere Probleme auf, wenn ▬ die Verankerung des Pfannen-Inlays oder der Schaftkonus geschädigt sind (in diesem Fall muss je nach Schwere der Schädigung eventuell auch die Metallpfanne oder der Schaft gewechselt werden) oder wenn ▬ Drittkörper wie Knochenzementpartikel oder Metallpartikel in größerer Zahl in der Artikulation vorhanden sind. Im Zweifelsfall sollte dann in dieser Situation auf eine geeignete Hart/Hart-Paarung gewechselt werden.

6.2.4 Ausblick

Die Zahl der zur Verfügung stehenden Materialien und Designs für die Verschleißpaarung ist bereits heute sehr groß und wird in Zukunft noch weiter zunehmen. Damit nimmt auch die Anzahl der zu beantwortenden Fragen und der zu treffenden Entscheidungen zu. Es ist zu erwarten, dass einige der zurzeit laufenden Entwicklungen in diesem Bereich in der näheren Zukunft die Klinik erreichen werden. Diese sind: ▬ die Paarung von Keramikköpfen mit Metallpfannen, ▬ hufeisenförmige Pfannendesigns, ▬ karbonfaserverstärktes Polyetheretherketon als Pfannen- und Gleitpartnermaterial, ▬ die Neueinführung monolithischer Keramikpfannen oder auch ▬ weiche Artikulationsmaterialien. Die Paarung von Keramikköpfen mit Metallpfannen befindet sich bereits in der klinischen Erprobung, und die ersten Ergebnisse sind vielversprechend [22, 77, 90]. Allerdings muss ausdrücklich betont werden, dass eine eigenmächtige Paarung von Keramikköpfen mit Metallpfannen ein extremes Risiko birgt. Dies gilt ganz allgemein für die nicht von allen beteiligten Herstellern zugelassene Paarung von Komponenten. Der Einsatz von größeren Köpfen stellt eine vielversprechende Alternative hauptsächlich für den jüngeren Patienten mit hohen Anforderungen hinsichtlich Funktionalität dar. Durch die immer weitere Verbesserung der Artikulationsmaterialien ist abzusehen, dass sich größere Kopfdurchmesser auch bei abrasivem Verschleiß unterliegenden Paarungen mehr und mehr durchsetzen werden. Wirklich große Kopfdurchmesser werden aber auch weiter auf Hart/Hart-Paarungen oder Paarungen mit neuen Werkstoffen beschränkt bleiben. Allerdings ist die Vorstellung, dass größere Köpfe eine höhere Toleranz hinsichtlich der Positionierung von Implantatkomponenten bieten, aus tribologischer Sicht falsch. Das Gegenteil ist der Fall. Nur eine genaue Analyse der individuellen Patientensituation verbunden mit einem Überblick über die verfügbaren Versorgungsmöglichkeiten unter Berücksichtigung der jeweiligen inhärenten Vor- und Nachteile ermöglicht die Wahl der individuell optimalen Gelenkpaarung. Es ist zu beachten, dass bei der Revision noch zusätzliche weitere Gesichtspunkte in Betracht gezogen werden müssen.

226

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

Fazit Keine der gebräuchlichen modernen Gelenkpaarungen ist optimal im Hinblick auf alle Kriterien. Es muss beachtet werden, dass die Verschleißresistenz invers proportional zur Einbautoleranz ist. Bei korrektem Einsatz können moderne Materialien für die Gelenkartikulationspartner im Hüftgelenk dauerhaft niedrige Verschleißraten erwarten lassen. Bei Revisionen sollte speziell darauf geachtet werden, zugelassene Paarungen mit aufeinander abgestimmten Komponenten zu verwenden. Eine Revision nach Bruch oder starker Schädigung einer der Gelenkskomponenten bedarf einer genauen Untersuchung, ob weitere Komponenten ersetzt werden müssen. Dies gilt besonders bei Hart/Hart-Paarungen. Ansonsten gelten bei der Revision die gleichen tribologischen Grundsätze wie bei der Primäroperation.

6

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227 6.2 · Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen

6

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228

6

Kapitel 6 · Werkstoff- und designrelevante Aspekte von Pfannenrevisionsimplantaten

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229 6.2 · Tribologie unterschiedlicher Gleitpaarungen

6

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7

Die neue modulare Revisionsstützpfannen-(MRS-)Integration M. Michel, D.C. Wirtz

7.1

Warum ein neues Pfannenrevisionssystem? – 232

7.2

Das Prinzip der neuen MRS-Integration – 233

7.3

Implantatcharakteristika der MRS-Integration – 234

7.3.1 7.3.2

Designmerkmale Abstützschale – 234 Designmerkmale Pfanne – 237

7.4

Instrumentenkonzept der MRS-Integration – 237

7

232

Kapitel 7 · Die neue modulare Revisionsstützpfannen-(MRS-)Integration

7.1

Warum ein neues Pfannenrevisionssystem?

Im Vergleich zu Primärimplantationen ist nach der sog. »Schwedenstudie« [6] seit einigen Jahren ein überproportionaler Anstieg von Revisionsoperationen am Hüftgelenk zu verzeichnen. Dabei beträgt das Verhältnis von Pfannen- zu Schaftwechsel ca. 2:1, was vornehmlich mit dem stark gestiegenen Auftreten von sog. »Typ-III-Defekten« nach Paprosky (24%) einhergeht [7]. Gerade diese Pfannenwechseloperationen mit Knochendefekten vom Typ IIIa und IIIb stellen für den Operateur eine außerordentliche Herausforderung dar, um neben der Defektrekonstruktion vor allem die primär stabile Wiederverankerung eines Pfannenimplantats in biomechanisch korrekter Position zu erreichen. Gelingt dies nicht, so ist mit einer hohen Komplikationsrate an Luxationen und frühzeitiger Re-Implantatlockerung zu rechnen [3–5]. Jumbo-Cups, längsovale Pfannen oder Kranialpfannensysteme bieten sicherlich für die Versorgung kleinerer Defektsituationen (Typ I bis Typ IIb) eine gut begründbare Option, sind aber für höhergradige Knochendefekte nicht unwidersprochen. Sie benötigen einen umfassenden Kontakt zum angefrischten »host bone«, um eine belastbare Primärstabilität zu erreichen [1], und ersetzen den defizitären Knochen mit Metall, was dem Prinzip einer möglichst biologischen Rekonstruktion mit Wiederaufbau vitalen Knochens entgegensteht. Demgegenüber sind Revisionsimplantate, die auf dem Prinzip der Abstützschalenverankerung aufbauen, gerade für die Versorgung größerer Knochendefekte gut geeignet und zeigen in der Literatur durchaus gute mittel- bis langfristige Ergebnisse (10-Jahres-Überleben von ca. 80–90% bei Müller- und Ganz-Ring; ca. 60–80% bei Burch-Schneider-Ring [8, 10]). Diese Ergebnisse sind jedoch aufgrund der Anwendung bei unterschiedlichen Knochendefekten (Müller- und Ganz-Ring vornehmlich bei Defekttyp IIa–IIc, Burch-Schneider-Ring eher bei Typ IIb bis IIIa/b) in keinster Weise miteinander vergleichbar. Darüber hinaus stoßen alle derzeitig verfügbaren Abstützschalenimplantate, die dem Burch-Schneider-Prinzip entsprechen, gerade bei der Beckendiskontinuität (Defekttyp IIIb) an ihre Grenzen, sodass hier entweder auf aufwendige modulare Ringsysteme ( Kap. 5.4) oder zusätzliche Plattenosteosynthesen zurückgegriffen werden muss ( Kap. 5.3). Ein Abstützschalensystem, das modular entsprechend der intraoperativen Situation und damit v. a. dem vorliegenden Knochendefekttyp (vom Typ IIa bis Typ IIIb) angepasst werden kann, gibt es derzeit nicht. Der Operateur ist bis dato häufiger gezwungen, während einer Revisionsoperation – und dies gilt insbesondere, wenn sich intraoperativ ein höhergradiger Defekttyp zeigt als präoperativ radiologisch vermutet – zwischen verschiedenen Implantatsystemen zu wechseln, sofern unterschiedliche Implantatoptionen dann überhaupt verfügbar sind. Dieses Vorgehen ist sowohl unter logistischen als auch ökonomischen Gesichtpunkten in einem immer mehr rationalisierten Operationsablauf ineffizient. Darüber hinaus fehlt bei den bisherigen Abstützschalenkonzepten ebenfalls die Option, gerade beim jüngeren Menschen eine komplett zementfreie Rekonstruktion vorzunehmen, womit die langfristigen Nachteile eines einzementierten PE-Inlays in eine metallische Abstützschale vermieden werden könnten. Aufgrund der ubiquitären Flüssigkeitsbedingungen im menschlichen Körper kommt es nachweislich an der Zement-Metall-Grenzfläche zu einem hydrolysebedingten Debonding, sodass das einzementierte PE-Inlay bei fehlender Mikroretention nur noch makromechanisch in der Metallabstützschale haftet. Durch die auch bei physiologischen dynamischen Belastungen immer auftretenden Mikrobewegungen im Zement-Metall-Interface kommt es mit der Zeit zur Zementzerrüttung und Auflösung des makromechanischen Metall-Zement-Verbunds [11–13]. Ein in eine Abstützschale einzementiertes Inlay muss irgendwann auslockern, wobei

233 7.2 · Das Prinzip der neuen MRS-Integration

7

es bisher in der Literatur diesbezüglich keine verlässlichen Angaben gibt, zu welchem Zeitpunkt dies mit einer entsprechenden Häufung auftritt. Als konsequente Folgerung dieser bestehenden Defizite auf dem Sektor der Pfannenrevisionsimplantate ist somit ein innovatives, durchgängig modulares Pfannenrevisionssystem zu fordern, mit dem alle lockerungsbedingten Knochendefekte (s.  Kap. 4.3 und 5.3) situationsangepasst und defekttypadaptiert unter gleichzeitiger Wahl der optimalen Inlay-Verankerungstechnik (zementiert oder zementfrei) versorgt werden können.

7.2

Das Prinzip der neuen MRS-Integration

Da das Abstützschalenprinzip als einzige Implantatkonzeption die Möglichkeit eröffnet, alle vorgenannten Zielsetzungskriterien zu erfüllen, wurde bei der Neuentwicklung der sog. modularen Revisionstützpfannen-(MRS-)Integration auf dieses bewährte Implantatkonzept aufgebaut. Dabei sollte das neue Implantat die bekannten Vorteile einer Abstützschalenkonzeption (hohe Primärstabilität mit frühzeitiger Vollbelastung, sichere Defektüberbrückung, biomechanisch adäquate Rekonstruktion des Hüftdrehzentrums) erhalten, andererseits aber auch die in der Literatur beschriebenen Nachteile (Laschen zu weit posterior angeordnet, Laschenbrüche, fehlende Osteointegration, keine vollständig zementfreie Versorgung möglich, nur eingeschränkt bei der Beckendiskontinuität anwendbar) durch neue Erkenntnisse hinsichtlich Werkstoffe, Oberflächenkonfigurationen, Inlay-Technik, Laschenpositionierung, Instrumentation und Knochenaugmentation beseitigen [2, 9, 14]. Des Weiteren war es Ziel der Entwicklung, ein einfaches, modulares, intraoperativ adaptierbares Abstützschalensystem für alle Knochendefekte mit frei schwenkbarem (zementfreiem) hemisphärischen Pfannen-Inlay zu konzipieren, um bei liegender Abstützschale eine optimale Inklination und Anteversion bei gleichzeitig größtmöglichem Kontakt zum »host bone« zu erreichen. Durch eine optimierte Oberflächenkonditionierung der »Abstützschalenrückseite« mittels Plasmaspraybehandlung (Vergrößerung der Implantatoberfläche) und zusätzlicher Hydroxylapatit-(HA-)beschichtung soll ein möglichst optimales »bone ingrowth« bzw. »bone ongrowth« erreicht werden. Dabei muss das Abstützschalensystem so stabil am »host bone« verankert werden, dass bei suffizienter Defektauffüllung bzw. Allograft-Fixation ein »Remodelling« des Knochentransplantats in »relativer Ruhe« (biologische Fixation) erfolgen kann. Optional soll perspektivisch auch die Möglichkeit für metallische Augmentate gegeben sein. Dies gilt ebenso für die Verwendung zementierter PE-Inlays, die natürlich auch weiterhin bei der MRS-Integration angewendet werden können. Das Hauptaugenmerk der Entwicklung lag jedoch vornehmlich auf einem konsequenten Verzicht von Knochenzement, um einerseits die o. g. Dauerhaftprobleme des Knochenzements an der Metallabstützschale zu vermeiden, andererseits aber auch eine Implantationsmöglichkeit in der Revisionssituation bei Zementallergikern zu haben. Zudem vermeidet eine ausschließlich »zementfreie Inlay-Technik« das Problem, dass Zement beim Einbringvorgang »unkontrolliert« durch offene Schraubenlöcher der Abstützschale in das transplantierte Knochenaugmentat im Azetabulum eindringen kann und dessen Revaskularisation bzw. Umbau zu vitalem Knochen beeinträchtigt. Dies erscheint insbesondere bei der Versorgung jüngerer Patienten wesentlich zu sein, da es gerade bei diesen Patienten, die sich im Laufe ihres Lebens wahrscheinlich weiteren Wechseloperationen unterziehen müssen, auf eine möglichst optimale Knochendefektkonsolidierung ankommt. Dabei ermöglicht der Verzicht auf zementierte

234

Kapitel 7 · Die neue modulare Revisionsstützpfannen-(MRS-)Integration

PE-Inlays die Anwendung abriebsarmer (Hart/Hart-)Gleitpaarungen, um so die abriebsinduzierte aseptische Lockerungsrate zu senken.

7.3

Implantatcharakteristika der MRS-Integration

7.3.1 Designmerkmale Abstützschale

7

Die Abstützschale der MRS-Integration besteht aus Reintitan Grad 1 gemäß ASTM F 67 und ISO 5832–2 und ist in den Größen 44–74 mm in konstant 2-mm-Schritten (16 Größen) verfügbar. Sie ist als asymmetrisches Implantat (Rechts/links-Varianten) gefertigt und besteht aus einem sphärischen, 3 mm starken Grundkörper mit Doppellasche nach kranial und einem Haken nach kaudal (⊡ Abb. 7.1). Die kraniale Doppellasche ist anatomisch vorgebogen (entsprechend der Os-ilium-Geometrie) mit einer Länge von 60 mm bei einer Materialstärke von 3 mm. Die Doppellasche bleibt über alle Größen gleich lang und ist mittels eines speziell ausgelegten Instruments biegbar und an den jeweiligen Schraubenlöchern kürzbar. Die einzelnen Laschen sind um 30° vorgebogen (Inklination) und unter einem Winkel von 25° gespreizt; die ab Werk vorgeformte Anteversion (Winkel von Schale zur Doppellasche) beträgt 15°. Jede Lasche besitzt drei winkelstabile Schraubenlöcher, die sequentiell im gleichen Abstand angeordnet sind. Die polyaxial einzubringenden Schrauben bieten die freie Wahl des Einführwinkels in einem Be-

⊡ Abb. 7.1. Die neue MRS-Integration

235 7.3 · Implantatcharakteristika der MRS-Integration

7

reich von 30°. Dabei bietet die Winkelstabilität den Vorteil, dass die Laschenschrauben auch bei starker Osteoporose ein Höchstmaß an Stabilität gewährleisten. Nach kaudal ist ein Haken an der Abstützschale angebracht, der durch Verankerung im Foramen obturatum eine biomechanisch korrekte Positionierung des Implantats mit Rekonstruktion des anatomischen Drehzentrums ermöglicht und die Gefahr der Lateralisation minimiert. Dieser kaudale Haken ist mittels speziellen Biegeinstruments individuell formbar und kann zusätzlich – wenn notwendig – ins Os ischiadicum eingeschlagen werden. Optional kann eine dritte »kaudale Lasche« angebracht werden, um gerade bei Fällen mit ausgeprägter Defektsituation und/oder Beckendiskontinuität eine stabile »osteosynthetische« Überbrückung vom Os Ilium zum Os ischii zu ermöglichen. Dabei kann die kaudale Lasche, die mit zwei Senkkopfschrauben an der Abstützschale angebracht wird, wahlweise entweder ins Os ischii eingeschlagen oder mit zwei Schrauben fixiert werden (⊡ Abb. 7.2, 7.3). Der Pol der Abstützschale besitzt eine große zentrale Öffnung, durch die mit Hilfe von speziellen Impacting-Grafting-Instrumenten eine Augmentation des Knochendefekts bei schon fest am Knochen verankerter MRS-Abstützschale möglich ist. Diese Öffnung ist dann sowohl bei zementfreier als zementierter Versorgung mit einer über ein mechanisches Feingewinde einschraubbaren Bodenplatte komplett verschließbar (⊡ Abb. 7.4). Des Weiteren sind in der Abstützschale multiple Schraubenlöcher für das Setzen von Senkkopf-Spongiosaschrauben in Belastungsrichtung angebracht (⊡ Abb. 7.5). Die dem Knochen zugewandte Kontaktfläche der Doppellasche ist rau gestrahlt (Rz 40–60 µm) und zusätzlich zum optimalen »bone ingrowth« mit bioaktiven Hydroxylapatit

⊡ Abb. 7.2. MRS-Integration mit optionaler Lasche demontiert

236

Kapitel 7 · Die neue modulare Revisionsstützpfannen-(MRS-)Integration

(HA) beschichtet. Die »Rückseite« der Abstützschale und die einschraubbare Bodenplatte sind durch eine mikroporöse Beschichtung mit biokompatiblen Titanpulver im Vakuum-Plasmaspritzverfahren (TiRC0 Titan Rough Coated, 400 µm) oberflächenvergrößert und ebenfalls zusätzlich mit HA beschichtet. Diese Oberflächen- und Beschichtungstechnologie soll eine optimale Primärstabilität und die beschleunigte Sekundärstabilität durch vollständige spaltfreie Osteointegration mit dadurch verbesserter Kraftverteilung (»stress transfer«) bewirken. Die Weichteilseite und die Kontaktseite zur inneren Pfanne sind feingestrahlt.

7

⊡ Abb. 7.3. MRS-Integration mit optionaler Lasche montiert

⊡ Abb. 7.5. MRS-Integration Stützschale mit Schrauben

⊡ Abb. 7.4. MRS-Integration Stützschale mit Pfanne und Zentralverschluss

237 7.4 · Instrumentenkonzept der MRS-Integration

7

7.3.2 Designmerkmale Pfanne

Die konsequent zementfreie Verankerung der aus TIAl6V4 gefertigten Pfanne in der Abstützschale erfolgt mittels eines speziell entwickelten, patentierten Mechanismus und ermöglicht bei bereits liegender Abstützschale eine optimale Einstellung der Inklination und Anteversion. Die Winkelposition des gesamten Pfannenkonstrukts ist auf Basis der liegenden Schale um weitere 40° erhöhbar. Es sind verschiedene Inlay-Varianten vorgesehen, sodass in Abhängigkeit der jeweils patientenindividuellen Situation folgende Gleitpaarungen (Kopf/Pfanne) möglich sind: ▬ Metall/UHMW-PE, ▬ Keramik/UHMW-PE, ▬ Keramik/»high-crossed PE«, ▬ Keramik/Keramik. Die aus PE gefertigten Inlays liegen in den Varianten »normal offen«, »20° überhöht« sowie »20° überhöht mit Schnappmechanismus« vor. Die Verankerung des PE-Inlays in der Pfanne erfolgt mittels Sprengring und Radialverzahnung und bietet eine sichere, rotationsstabile Verbindung Die Verankerung des keramischen Inlays in der Pfanne erfolgt mittels konischer Verklemmung. Die Kugeldurchmesser der jeweiligen Inlays betragen in Abhängigkeit der jeweiligen Pfannendurchmesser 28 mm, 32 mm sowie – schon ab einem Pfannendurchmesser von 52–36 mm. Durch die relativ frühzeitige Integration von 36-mm-Gleitpaarungen und/oder überhöhte PEInlays werden ein erhöhter »range of motion«, eine signifikante Reduktion von ImpingementPhänomen sowie die Vermeidung von Subluxationsvorgängen vermieden.

7.4

Instrumentenkonzept der MRS-Integration

Je einfacher das Instrumentarium ausgelegt ist, d. h. wenige, leicht und schnell zu handhabende Einzelinstrumente, desto schneller kann die Operation durchgeführt werden und desto besser ist die Akzeptanz durch Ärzte und OP-Personal. Dieser Tatsache wurde systematisch Rechnung getragen. So besteht das Implantationsset aus folgenden, wenigen Elementen: ▬ Pfannenfräser mit stufenweise steigenden Durchmessern, ▬ langschäftiges Stützschalenhalte- bzw. -manipulationsinstrument, ▬ integrierte Biegevorrichtung für kraniale Laschen und kaudalen Haken, ▬ Schneideinstrument zum Kürzen der Laschen, ▬ Zielgerät für die korrekte Positionierung der Stützschale (40° Inklination, 15° Anteversion), ▬ Probeschalen ohne kaudalen Haken in allen Durchmessern (links/rechts), ▬ Probe-Inlays in allen Durchmessern, ▬ Inlay-Setzinstrumente, ▬ Impaktor sphärisch: Geometrie wie Probeschalen zum Verdichten von autologen und/ oder homologen Knochen sowie Knochenersatzmaterialien, ▬ Impacting-Grafting-Trichter: wird temporär in der zentralen Gewindebohrung der Stützschale befestigt, ▬ Schraubendreher für Spongiosaschrauben und Pfannenverschlussschraube, ▬ Reponierhebel.

238

Kapitel 7 · Die neue modulare Revisionsstützpfannen-(MRS-)Integration

Fazit Die neue modulare MRS-Integration steht für die Berücksichtigung aller Aspekte eines modernen Pfannenrevisionssystems. Pfannendesign, Implantationstechnik und Implantatoberfläche bilden für die Versorgung jeden Pfannendefekts eine leistungsfähige Einheit. In nur zweijähriger Entwicklungszeit wurde durch eine mit 14 Experten besetzte interdisziplinäre Autorengruppe, bestehend aus Orthopäden, Traumatologen, Biomechanikern und Werkstoffwissenschaftlern, ein Implantatsystem entwickelt, das allen Aspekten eines modernen Pfannenrevisionsimplantats gerecht wird. Implantate und Instrumente der innovativen MRS-Integration sind so ausgelegt, dass der Operateur intraoperativ ein Problem nach dem anderen – bei jederzeitiger Rückzugsmöglichkeit – optimal lösen kann! Nach der Rekonstruktion der Knochendefekte erfolgt die belastungsstabile Implantatverankerung, die Wiederherstellung der physiologischen Gelenkgeometrie (Hüftzentrum, Offset, Inklination, Anteversion) sowie im Anschluss die Rekonstruktion der Weichteile (Muskelspannung, Tractus iliotibialis). Wir sind sicher, dass das System einen ähnlich erfolgreichen Weg wie die modulare Revisionsprothese MRP-Titan für den Schaftbereich einschlagen wird.

7 Literatur 1. Garcia-Cimbrelo E (1999) Porous-coated cementless acetabular cups in revision surgery. J Arthroplasty 14:397–406 2. Gerber A, Pisan M, Zurakowski D, Isler B (2003) Ganz reinforcement ring for reconstruction of acetabular defects in revision total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg [Am] 85:2358–2364 3. Harris WH, Mc Gann WA (1986) Loosening of the femoral component after use of the medullary-plug cementing technique. Follow-up note with a minimum five-year follow-up. J Bone Joint Surg [AM] 68:1064–1066 4. Harris WH (1998) Average 12-year outcome of a chrome-cobalt, beaded, bony ingrowth acetabular component. J Arthroplasty 13:846 5. Hooten JP Jr, Engh CA, Heekin RD, Vinh TN (1986) Structural bulk allografts in acetabular reconstruktion. Analysis of two grafts retrieved at post-mortem. J Bone Joint Surg [Br] 78:270–275 6. Malchau H, Herberts P, Eisler T, Garrelick G, Söderman P (2004) The swedish hip replacemant register. J Bone Joint Surg [Am] 86:363 7. Moskal JT, Shen FH, Brown TE (2002) The fate of stable femoral components retained during isolated acetabular revision: a six-to-twelve-year follow-up study. J Bone Joint Surg [Am] 84:250–255 8. Schreurs BW, Slooff TJ, Gardeniers JW, Buma P (2001) Acetabular reconstruction with bone impaction grafting and a cemented cup: 20 years`experience. Clin Orthop Relat Res 393:202–215 9. Siebenrock KA, Tannast M, Kim S, Morgenstern W, Ganz R (2005) Acetabular reconstruction using a roof reinforcement ring with hook for total hip arthroplasty in developmental dysplasia of the hip-osteoarthritis minimum 10-year follow-up results. J Arthroplasty 20:492–498 10. Udomkiat P, Dorr LD, Won YY, Longjohn D, Wan Z (2001) Technical factors for success with metal ring acetabular reconstruction. J Arthroplasty 16:961–969 11. Wirtz DC, Fischer H, Zilkens KW, Niethard FU, Marx R (1999) Optimierung des Knochenzement-Implantat-Verbundes durch hydrolysebeständige Konditionierung der Metalloberfläche. Z Orthop 137:447–451 12. Wirtz DC, Thielmann F, Holz U (1997) Zementfreie Revisionsarthroplastik der Hüftpfanne – Mittelfristige Ergebnisse mit dem trabekulär orientierten Pfannenimplantat. Z Orthop 135:301–309 13. Wirtz DC (2002) Eine neue Beschichtungsmethode für zementierte Femurschaftimplantate zur hydrolysestabilen Optimierung des Metall- Knochenzementverbundes. Habilitationsschrift Aachener Beiträge zur Medizin, Bd 25. Wissenschaftsverlag, Mainz 14. Zehntner MK, Ganz R (1994) Midterm results (5.5–10 years) of acetabular allograft reconstruction with the acetabular reinforcement ring during total hip revision. J Arthroplasty 9:469–479

8 Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel K. M. Peters 8.1

Phasen der postoperativen Rehabilitation

8.2

Ziele der Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel – 241

8.3

Klinische Untersuchungen – 242

8.3.1 8.3.2 8.3.3

Aufnahmeuntersuchung – 242 Kontrolluntersuchungen – 243 Abschlussuntersuchung – 243

8.4

Diagnostische Verfahren

8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.4.4 8.4.5 8.4.6

Röntgenkontrollen – 244 Untersuchung unter Bildwandler – 244 Sonographie – 244 Doppler-Sonographie – 245 EKG – 245 Laboruntersuchungen – 245

– 240

– 244

8.5

Medikamentöse Maßnahmen – 245

8.5.1 8.5.2 8.5.3

Thromboembolieprophylaxe – 245 Prophylaxe periartikulärer Ossifikationen Schmerztherapie – 246

8.6

Maßnahmen der Physiotherapie, physikalischen Therapie und Ergotherapie – 246

8.6.1 8.6.2 8.6.3 8.6.4 8.6.5 8.6.6 8.6.7 8.6.8 8.6.9 8.6.10 8.6.11 8.6.12

Physiotherapie – 248 Manuelle Therapie – 248 Bewegungsbad (BWB) – 248 Gangschulung – 248 Terraintraining – 249 Laufbandtraining – 249 Beinbewegungstraining – 249 Fahrradergometertraining – 249 Medizinische Trainingstherapie (MTT) – 250 Multijoint- bzw. Sequenztraining – 250 Therabandgruppe – 250 Ergotherapie – 250

8.7

Patientenschulung – 251

8.7.1 8.7.2

Gelenkschutztraining – 251 Endoprothesenschule – 251

8.8

Dauer der postoperativen Teilbelastung – 252

8.9

Nachsorge nach Abschluss der AHB – 252

8.10

Gewechselte Hüftendoprothese und Sport – 252

– 246

240

Kapitel 8 · Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel

Bei kaum einer anderen Operation ist der langfristige Therapieerfolg so entscheidend von einer fachgerechten Nachbehandlung abhängig wie beim alloplastischen Gelenkersatz [6, 20]. Dies gilt ohne Abstriche auch für den Endoprothesenwechseleingriff. Wie bei der Erstimplantation einer Hüftprothese sollte auch bei der Hüftprothesenwechseloperation die Rehabilitation unmittelbar postoperativ beginnen. Ideal ist ein Beginn schon vor der Operation, um Kontrakturen des Hüftgelenks bzw. hüftgelenknaher Muskeln sowie Insuffizienzen der Becken-Bein-Muskulatur zu mindern. Diese Patienten können die Operationsfolgen deutlich besser verkraften [10, 18] und zeigen in der Regel auch einen zügigeren und komplikationsärmeren Rehabilitationsverlauf. Dies ist gerade bei dem im Vergleich zur Erstimplantation im Durchschnitt deutlich älteren Patientenklientel mit Hüftprothesenwechseloperation von großer Bedeutung. Dieses präoperative Übungsprogramm sollte neben physiotherapeutischen Elementen auch eine Schulungseinheit umfassen, in der der Patient über die besonderen Risiken der Hüftprothesenwechseloperation intensiv aufgeklärt wird (⊡ Tabelle 8.1).

8.1

8

Phasen der postoperativen Rehabilitation

Die postoperative Rehabilitation umfasst drei Phasen [3]:

Frühe Nachbehandlung Die erste Phase umfasst die unmittelbar nach der Operation beginnende frühe Nachbehandlung im Akuthaus, die 7 bis 14 Tage dauert.

Anschlussheilbehandlung Es schließt sich als zweite Phase die sog. Anschlussheilbehandlung (AHB) an, die stationär, teilstationär oder ambulant in einer Rehabilitationsklinik oder ambulant in einem Rehabilitationszentrum stattfindet. Bei Beginn der AHB sollte der Patient bestimmte Kriterien der Rehabilitationsfähigkeit erfüllen: komplikationslose Wundheilung ohne Anhalt auf einen Infekt, weitgehende Eigenständigkeit in den wichtigsten ADL (Barthel-Index von >35 Punkten), ausreichende Motivation zur Durchführung der Rehabilitation, ausreichendes kognitives Zustandsbild. Die AHB sollte sich lückenlos an die Akuthausphase anschließen und hat bisher eine Dauer von durchschnittlich 21 Tagen. Sie wird derzeit im Wesentlichen durch eine vor AHB-Beginn durch den Kostenträger genehmigte Aufenthaltsdauer bestimmt. Zukünftig sollte die Dauer der AHB durch den Einsatz von Rehabilitationsscores flexibilisiert werden und sich individueller an die zwischen Arzt und Patient vereinbarten Rehabilitationsziele ausrichten [15].

Spätrehabilitation Die dritte Phase bildet die stets ambulant durchgeführte Spätrehabilitation. Hier werden noch bestehende muskuläre Defizite, z. B. eine Glutealinsuffizienz, oder ein noch einschränkendes Bewegungsdefizit der gewechselten Hüftprothese durch ein während der AHB vermitteltes Eigenübungsprogramm des Patienten und/oder durch Physiotherapie in einer krankengymnastischen Praxis unter fachärztlicher Supervision behandelt. In dieser Phase sollte beim Hüftprothesenwechsel nochmals eine ambulante Vorstellung des Patienten beim Operateur stattfinden. Die Dauer der dritten Rehabilitationsphase wird unterschiedlich angegeben. Sie

241 8.2 · Ziele der Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel

8

⊡ Tab. 8.1. Komplikationen nach Hüftprothesenwechsel Frühkomplikationen

Spätkomplikationen

▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬ ▬

▬ Abrieb und aseptische Lockerung ▬ Spätinfekt, septische Lockerung ▬ Implantatbruch

Restbeschwerden Beinlängenunterschied Luxation Periartikuläre Ossifikationen mit Bewegungseinschränkung Perforation des Pfannengrunds Gefäß-Nerven-Verletzung Nachblutung, Hämatom Wundheilungsstörung, Frühinfekt Thrombose, Embolie Persistierende Glutealinsuffizienz mit Hinken Fraktur des Femurschafts oder des Trochanter major

Es ist stets auf evtl. Folgeeingriffe hinzuweisen, z. B. TEP-Ausbau bei Infekt, erneuter Wechseleingriff bei erneuter Lockerung.

endet je nach Aufwand des Hüftprothesenwechsels und der erforderlichen postoperativen Teilbelastungsphase des betroffenen Beins in der Regel nach 12–16 Wochen postoperativ.

8.2

Ziele der Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel

Rehabilitation ist ein komplexes Geschehen und zielt nicht nur auf eine Wiederherstellung der Funktion des betroffenen Hüftgelenks ab. Auch Lebensqualität, soziale Reintegration und Kenntnisse über die Endoprothese spielen eine wichtige Rolle. Wesentliche Ziele nach Hüftprothesenwechsel: 1. Wiederherstellung einer möglichst optimalen und schmerzfreien Hüftgelenkfunktion auch unter Belastung 2. Verbesserung der Kraftentwicklung der Becken-Bein-Muskulatur 3. Sichere Gangabwicklung unter axialer Vollbelastung des betroffenen Beins mit weitgehender Unabhängigkeit von Gehstützen 4. Selbstständigkeit in den ADL (»activities of daily living«) 5. Verbesserung der Lebensqualität durch soziale Reintegration (Familie, Freizeitaktivitäten, ggf. Beruf) 6. Intensivierung der Kenntnisse über das Leben mit der gewechselten Hüftendoprothese Die zwischen Patient und Arzt besprochenen Rehabilitationsziele sollten realistisch und in einem überschaubaren Zeitrahmen erreichbar sein. Nicht erreichbare Ziele sind frühzeitig zu revidieren. Ihre Erreichbarkeit ist beim Hüftprothesenwechsel von der präoperativen funktionellen Ausgangssituation, Begleiterkrankungen auf orthopädischem, aber insbesondere auch auf internistischem Gebiet sowie vom biologischen Alter des Patienten abhängig. Hilfreich zur Abbildung des Rehabilitationsverlaufs und zur überprüfbaren Dokumentation des Erreichens der einzelnen Rehabilitationsziele ist der Einsatz von Rehabilitationsscores (z. B. StaffelsteinScore für Hüftpatienten, Score nach Judet und Judet, Lequesne-Index) [1, 8, 9]. Durch Formu-

242

Kapitel 8 · Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel

lierung der Rehabilitationsziele als Zielpunktzahl kann der Abschluss der AHB individueller geplant werden [15].

8.3

Klinische Untersuchungen

8.3.1 Aufnahmeuntersuchung

8

Die Anschlussheilbehandlung sollte mit einer ausführlichen klinischen Untersuchung am Aufnahmetag beginnen, die einen Ganzkörperstatus und nicht nur das operierte Hüftgelenk umfasst. Neben der Vorgeschichte sind hier insbesondere die aktuellen subjektiven Beschwerden des Patienten, die allgemeine Mobilität, der Lokalbefund (Wundheilung, Infektzeichen), die Gelenkfunktionalität, die Durchblutungssituation, die nervale Funktion und die kardiopulmonale Leistungsfähigkeit zu berücksichtigen (⊡ Tabelle 8.2). Es folgt die Besprechung der Rehabilitationsziele von Patient und Arzt – die Basis für die Erstellung des Therapieplans. Zur strukturierten Abbildung des Rehabilitationsverlaufs sollte ein Rehabilitationsscore zum Einsatz kommen, dessen erster Erhebungszeitpunkt die Aufnahmeuntersuchung ist. In der Rhein-Sieg-Klinik verwenden wir sowohl nach Hüftprothesenerstimplantation als auch nach Hüftprothesenwechsel den Staffelstein-Score für hüftoperierte Patienten [9], der bei 120 maximal erreichbaren Punkten eine Drittelung in Schmerz, »activi-

⊡ Tab. 8.2. Wichtige Untersuchungsbefunde nach Hüftprothesenwechsel Beckenstand

Beckentiefstand zur Gegenseite durch operativ bedingte Beinverlängerung postoperative Gelenkkontrakturen (auch Kniegelenk!)

Narbenverhältnisse

geschlossen noch Wundsekretion Rötung Überwärmung Schwellung

Leiste

Druckschmerz palpable Lymphknoten Hautveränderungen Leistenpulse

Trochanter major

Druckschmerz Bursitis trochanterica

Hüftgelenkbeweglichkeit

keine Prüfung von Adduktion und (Außen-)Rotation 6 Wochen postoperativ

Nervenfunktion

operationsbedingte Schäden des N. femoralis, N. ischiadicus und auch des N. gluteus superior und N. gluteus inferior möglich DD lumbale Nervenwurzelirritationen

Muskelstatus

postoperative Überlastung des M. tensor fasciae latae Insuffizienz der kleinen Glutäen

Venenstatus der Beine

Varikosis Thrombosehinweis Thrombophlebitis Beinödem

243 8.3 · Klinische Untersuchungen

8

ties of daily living« (ADL) und Gelenkfunktion vornimmt. Nach der Aufnahmeuntersuchung wird der Staffelstein-Score bei den wöchentlichen Kontrolluntersuchungen, mindestens aber nach 12–14 Tagen, sowie vor der Entlassung erhoben.

8.3.2 Kontrolluntersuchungen

Klinische Kontrolluntersuchungen finden bei komplikationslosem postoperativem Verlauf wöchentlich im Rahmen der Visite statt, bei aufgetretenen oder drohenden Komplikationen ist die Frequenz zu erhöhen.

8.3.3 Abschlussuntersuchung

Die Abschlussuntersuchung ist zeitnah zur Entlassung durchzuführen. Neben einer abschließenden Kontrolle der Untersuchungsbefunde (⊡ Tabelle 8.2) sollte mit dem Patienten das weitere Vorgehen nach Entlassung besprochen werden (⊡ Tabelle 8.3).

⊡ Tab. 8.3. Bei Abschlussuntersuchung und -gespräch zu berücksichtigende Befunde und Fragen Schmerzen

verbliebene Intensität weitere Schmerzmedikation

Gangbild

4-Punkte-Gang Gehstrecke Treppensteigen möglich weitere Dauer der Benutzung der Unterarmgehstützen

Beinlängendifferenz

ausgeglichen

Narbe

reizlos noch ambulante Kontrolle erforderlich

Bewegungsmaße der operierten Hüfte Muskelstatus

fortbestehende Glutealinsuffizienz (positives TrendelenburgZeichen)

Thromboseprophylaxe

abgeschlossen wie lange noch fortzuführen

Physiotherapie

noch erforderlich welche Therapieform wie lange wie häufig Eigenübungsprogramm ausreichend

Berufstätigkeit

noch gegeben oder Rentner ggf. Dauer der weiteren Arbeitsunfähigkeit dauerhafte Einschränkungen des Leistungsbildes Maßnahmen zur beruflichen Rehabilitation erforderlich

Rehaziele

erreicht aus Sicht des Patienten erreicht aus Sicht des Arztes

Ärztliche Weiterbehandlung

ambulante Vorstellung beim Facharzt, ggf. beim Operateur

244

Kapitel 8 · Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel

8.4

Diagnostische Verfahren

Da in jeder Phase der Rehabilitation nach Endoprothesenimplantation Komplikationen auftreten können, sollte jede Rehabilitationsklinik die nachfolgenden diagnostischen Verfahren durchführen können. Über das Komplikationsmanagement sollte es Absprachen zwischen der Akut- und Rehabilitationsklinik geben.

8.4.1 Röntgenkontrollen

8

Eine erste Röntgenkontrolle der gewechselten Hüftprothese wird unmittelbar nach Beendigung der Operation noch im Operationssaal durchgeführt. Röntgenkontrollen des operierten Hüftgelenks sind immer in zwei Ebenen durchzuführen (Hüfte in a.p.- und Lauenstein-Projektion. Eine zweite Röntgenkontrolle erfolgt in der Regel vor der Beendigung des stationären Aufenthalts in der Akutklinik. Während der Anschlussheilbehandlung ist eine weitere Röntgenkontrolle ggf. vor einer Belastungssteigerung des betroffenen Beins erforderlich. Ab der 6. postoperativen Woche gibt es zudem radiologisch Hinweise auf die Entwicklung heterotoper Ossifikationen [7]. Die angefertigten Röntgenaufnahmen sind dem Patienten obligat zu jeder Phase des Rehabilitationsprozesses mitzugeben, d. h. beim Wechsel von der frühen Phase der Nachbehandlung im Akuthaus in die Anschlussheilbehandlung in der Rehabilitationsklinik sowie anschließend beim Übergang in die ambulante Phase der Spätrehabilitation. Idealerweise sollten beim Hüftprothesenwechsel auch die präoperativen Röntgenbilder beigefügt sein. Die Mitgabe nur eines Röntgenbefunds ist nicht ausreichend.

8.4.2 Untersuchung unter Bildwandler

Bei Verdacht auf Subluxationen der Hüftprothese oder bei eingetretener Luxation kann eine Untersuchung des betroffenen Hüftgelenks unter Durchleuchtung erforderlich sein. Die Reposition einer luxierten Hüftprothese gelingt häufig ohne größere Schwierigkeiten unter Analgosedierung des Patienten und erspart diesem ein längeres stark schmerzhaftes Intervall mit Verlegung und eine Unterbrechung der Anschlussheilbehandlung [13]. Nach erfolgter Reposition der luxierten Hüftprothese ist stets eine Röntgenkontrolle durchzuführen

8.4.3 Sonographie

Die Durchführung einer Sonographie erfolgt zur Diagnostik und Verlaufskontrolle eines postoperativen Hämatoms oder Seroms nach Hüftprothesenwechsel. Je nach der Größe des Prozesses kann eine Punktion oder eine operative Revision erforderlich werden. Die Punktion kann bei subfaszialer Lage ggf. auch sonographiegesteuert durchgeführt werden. Heterotope Ossifikationen nach Hüft-TEP-Implantation lassen sich sonographisch mehrheitlich bereits nach drei Wochen und damit früher als im Röntgenbild nachweisen [7, 16].

245 8.5 · Medikamentöse Maßnahmen

8

8.4.4 Doppler-Sonographie

Trotz Thromboseprophylaxe mittels Heparin ist das Auftreten einer tiefen Venenthrombose gerade nach einem Hüftprothesenwechsel nicht ausgeschlossen. Da eine Thrombose im Bereich der unteren Extremitäten einerseits oft klinisch nicht eindeutig ist und andererseits postoperativ auftretende Schwellungen und Ödeme häufig sind, sollte die Indikationsstellung zur Doppler-Sonographie großzügig erfolgen. Bei routinierten Untersuchern ist die Durchführung einer Phlebographie kaum noch erforderlich.

8.4.5 EKG

Zu Beginn der Rehabilitationsbehandlung ist es sinnvoll, ein EKG zur Abschätzung der körperlichen Belastbarkeit zu schreiben [4].

8.4.6 Laboruntersuchungen

Der Patient sollte möglichst eine Zusammenstellung der im Akutkrankenhaus durchgeführten Laboruntersuchungen zur Anschlussheilbehandlung mitbringen. Nach Hüftprothesenwechsel sollten folgende Werte in der AHB bestimmt werden: ▬ kleines Blutbild ▬ Blutsenkungsgeschwindigkeit (BSG) ▬ C-reaktives Protein (CRP) ▬ alkalische Phosphatase ▬ GPT ▬ Kreatinin ▬ Kalium ▬ Natrium ▬ Glukose Bei Thromboseprophylaxe mit einem niedermolekularen Heparin sollte zum Ausschluss einer heparininduzierten Thrombozytopenie eine wöchentliche Kontrolle des kleines Blutbilds erfolgen, bei primärer Vollbelastung der operierten unteren Extremität über mindestens 4 Wochen, bei Teilbelastung über mindestens 5 Wochen.

8.5

Medikamentöse Maßnahmen

8.5.1 Thromboembolieprophylaxe

Die im Akutkrankenhaus begonnene Thromboembolieprophylaxe ist lückenlos fortzusetzen, wobei folgende Mindestzeiträume gelten: ▬ 4 Wochen postoperativ bei primärer Belastung im 4-Punkte-Gang sowie ▬ 5 Wochen postoperativ bei initialer Teilbelastung im 3-Punkte-Gang.

246

Kapitel 8 · Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel

Je nach dem Vorliegen weiterer Risikofaktoren, z. B. Thrombose oder Lungenembolie in der Anamnese, erhebliche Immobilität, ist der Zeitrum der Thromboseprophylaxe zu verlängern. Die Dauer des Tragens der Antithrombosestrümpfe ist bei Vorliegen von Risikofaktoren oder einer fortbestehenden erheblichen Schwellneigung des operierten Beins ebenfalls zu verlängern.

8.5.2 Prophylaxe periartikulärer Ossifikationen

Eine medikamentöse Prophylaxe des Auftretens heterotoper Ossifikationen ist unmittelbar postoperativ zu beginnen. Es sind prinzipiell alle NSAR geeignet. Die beste Datenlage liegt für Indometacin vor. Auch Acetylsalicylsäure senkt die Häufigkeit und insbesondere den Schweregrad heterotoper Ossifikationen nach Hüftprothesenimplantation, ist jedoch nicht so wirksam wie andere NSAR [17]. Als Dauer der Behandlung sind 14 Tage ausreichend, sodass die Gabe von NSAR speziell zur Ossifikationsprophylaxe nur den Beginn der AHB betrifft.

8.5.3 Schmerztherapie

8 Die im Akutkrankenhaus begonnene postoperative Schmerztherapie besteht in der Regel aus einem NSAR und/oder reinem Analgetikum. Sie ist während der AHB dem Beschwerdeverlauf des Patienten anzupassen. Bei einer noch fortbestehenden Schwellung und Entzündung der operierten Hüfte sollte das NSAR zunächst noch belassen werden, ggf. kann aber die Dosierung reduziert werden. Nicht selten erfordert aber eine weitere aktivierte Arthrose, z. B. des Hüftgelenks der Gegenseite oder eines Kniegelenks, eine Fortführung der analgetischen und antiphlogistischen Behandlung. Auch der zusätzliche Einsatz antiphlogistisch wirkender Salben, Gele oder Sprays kann sinnvoll sein, insbesondere bei einer aktivierten Arthrose eines anderen Gelenks. Bei noch nicht abgeschlossener Wundheilung, floriden lokalen Entzündungen der Haut, Ekzemen oder sezernierenden Prozessen ist die Applikation der sog. Externa kontraindiziert. Bei der Wahl der Schmerztherapie während der AHB sollten neben den medikamentösen Möglichkeiten immer auch Verfahren aus der physikalischen Therapie und der Physiotherapie sowie die Akupunktur Berücksichtigung finden.

8.6

Maßnahmen der Physiotherapie, physikalischen Therapie und Ergotherapie

Patienten nach Hüftprothesenwechsel werden während der Durchführung ihrer AHB nach Hüftprothesenerstimplantation oder Hüftprothesenwechsel in der Rhein-Sieg-Klinik dem zertifizierten Behandlungsprogramm »Endoprothesen/Osteosynthesen der unteren Extremitäten« (EP/OS) zugeordnet, das sich je nach Belastbarkeit des Patienten in drei Unterprogramme untergliedert: 1. EP/OS 1 ist für in ihrer Mobilität stark eingeschränkte Patienten nach Hüftprothesenerstimplantation oder -wechsel gedacht. 2. EP/OS 2 richtet sich an weitestgehend selbstständige Patienten mit noch erforderlicher Teilbelastung des operierten Beins. 3. In EO/OS 3 werden selbstständige Patienten mit voller Belastbarkeit der operierten unteren Extremität aufgenommen (⊡ Tab. 8.4).

247 8.6 · Maßnahmen Physiotherapie, physikalischen Therapie, Ergotherapie

8

Alle EP/OS-Programme beinhalten bewegungstherapeutische Maßnahmen: ▬ Einzel- und Gruppenkrankengymnastik ▬ Bewegungsbad ▬ Beinbewegungs- oder Fahrradergometertraining ▬ Therabandtraining in der Gruppe ▬ Totalendoprothesenschule Im EP/OS-Programm 2 kommt noch Gelenkschutztraining und Gangschulung in der Gruppe hinzu, im EP/OS 3-Programm medizinische Trainingstherapie statt Gruppenkrankengymnastik für hüftoperierte Patienten sowie Gangschulung und Terraintraining nach Erreichen der Vollbelastung. Neben diesen obligaten Grundkomponenten können je nach weiteren behandlungsbedürftigen Diagnosen in allen drei Unterprogrammen noch weitere Behandlungsverfahren der Physiotherapie oder der physikalischen Therapie zum Einsatz kommen, z. B. ▬ Lymphdrainage ▬ Massage ▬ Iontophorese ▬ Laufbandtraining etc. Die bereits im Akutkrankenhaus begonnene passive Mobilisation des operierten Hüftgelenks in der Bewegungsschiene (»continuous passive motion«, CPM) kann je nach dem Ausmaß der zu Beginn der AHB erreichten Beugefähigkeit des Hüftgelenks noch fortgesetzt werden. Bei einer Beugefähigkeit von über 90° ist sie entbehrlich.

⊡ Tab. 8.4. Behandlungsprogramme Endoprothesen/Osteosynthesen (EP/OS) der unteren Extremitäten und ihre Zielgruppen (Grundelemente) EP/OS 1: in ihrer Mobilität stark eingeschränkte, hilfsbedürftige Patienten

EP/OS 2: weitestgehend selbstständige Patienten mit geringer bis mittlerer Belastbarkeit

EP/OS 3: selbstständige und belastbare Patienten

Einzelkrankengymnastik 4-mal

Einzelkrankengymnastik 3-mal

Einzelkrankengymnastik 3-mal

Gruppenkrankengymnastik 1 für hüftoperierte Patienten 3-mal

Gruppenkrankengymnastik 2 für hüftoperierte Patienten 3-mal

Fahrradergometertraining 4-mal

Bewegungsbad 1 3-mal

Bewegungsbad 1 3-mal

Bewegungsbad 2 4-mal

Therabandgruppe 2-mal

Gangschule 1 2-mal

Gangschule 1 2-mal

Beinbewegungstraining 3-mal

Therabandgruppe 2-mal

Gelenkschutztraining 3-mal

TEP-Schule 2-mal

Gelenkschutztraining 3-mal

TEP-Schule 2

TEP-Schule 2-mal

Medizinische Trainingstherapie 3-mal

Fahrradergometertraining 4-mal

Terraintraining (bei Vollbelastung) 2-mal

Angabe der Therapien jeweils pro Woche

248

Kapitel 8 · Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel

8.6.1 Physiotherapie

Die krankengymnastische Therapie (in EP/OS 1–3) hat als Einzelbehandlung folgende Zielstellungen: ▬ Mobilisation des Hüftgelenks ▬ Kraftaufbau ▬ Dehnung verkürzter Muskulatur ▬ Schmerzreduktion ▬ Narbenbehandlung ▬ Gangschulung ▬ Gehstreckenerweiterung durch Steigerung der Ausdauer

8

Die Krankengymnastik sollte möglichst täglich, wenn möglich mit einem zusätzlichen Eigenübungsprogramm des Patienten erfolgen. Bei schmerzhaft eingeschränkter Gelenkfunktion kann die Krankengymnastik auch als Behandlung im Schlingentisch durchgeführt werden. Wichtige Kontraindikationen für den Einsatz der Krankengymnastik sind hohes Fieber und Infektionskrankheiten mit hoher Ansteckungsgefahr. Die Krankengymnastik in der Gruppe mit bis zu 8 Teilnehmern (EP/OS 1 und 2) besteht aus einer Hockergymnastik zur Durchführung von Mobilisationsübungen, zur Kräftigung der Muskulatur der unteren Extremitäten und des Rumpfes und zur Verbesserung der Koordination und Ausdauer.

8.6.2 Manuelle Therapie

Manuelle Therapie kommt nach Hüftprothesenwechsel in erster Linie bei Patienten mit Kontrakturen und Störungen der Gelenkbeweglichkeit zum Einsatz. Wichtige Ausschlusskriterien sind gelenknahe Frakturen und Weichteil- oder Gelenkentzündungen.

8.6.3 Bewegungsbad (BWB)

Bei geschlossenen Narbenverhältnissen und fehlenden Kontraindikationen ist die Krankengymnastik im Bewegungsbad ein wesentlicher Bestandteil der Bewegungstherapie. Bei komplizierten Hüftprothesenwechseln mit sehr individuellen Restriktionen ist sie ggf. auch als Einzeltherapie durchzuführen, sonst erfolgt die Therapie im Bewegungsbad meist in der Kleingruppe. Je nach Belastbarkeit des Patienten erfolgt eine Zuordnung zu Bewegungsbad 1 oder 2. BWB 1 (EP/OS 1 und 2) ist für eher ältere und geringer belastbare Patienten mit Sohlenkontakt, Teilbelastung oder Vollbelastung vorgesehen, während eher jüngere, belastbare Patienten mit Teil- oder Vollbelastung sich in BWB 2 (EP/OS 3) wiederfinden.

8.6.4 Gangschulung

Die Gangschulung (in EP/OS 2 und 3) kann in der Regel in Kleingruppen durchgeführt werden, wobei der Patient je nach Belastungsniveau in unterschiedlichen Gangschulgruppen

249 8.6 · Maßnahmen Physiotherapie, physikalischen Therapie, Ergotherapie

8

trainiert. Für stark sturzgefährdete Patienten ist die Gangschulgruppe nicht geeignet. Bei diesen Patienten erfolgt das Gehtraining als 1:1-Beteuung im Rahmen der Einzelkrankengymnastik. Die Gangschule 1 wurde für Patienten eingerichtet, die zu Beginn der Anschlussheilbehandlung noch mindestens 2 Wochen Teilbelastung einhalten müssen. Es wird hier das Gehen unter Berücksichtigung der erforderlichen Teilbelastung des operierten Beins in ebenem Gelände und an der Treppe geübt. In der Gangschule 2 wird der 4-Punkte-Gang in der Ebene und an der Treppe geübt. Gleichzeitig erfolgen Haltungsschulung und Gleichgewichtstraining. Funktionelle Bewegungsabläufe werden automatisiert. Bei erhöhter Sturzgefahr bietet sich die Teilnahme an einem Gangsicherheitstraining an.

8.6.5 Terraintraining

Das Terraintraining (in EP/OS 3 bei Vollbelastung) stellt eine Therapie mit überwiegend energetisch-konditionellen Lernzielen dar. In einer Kleingruppe mit bis zu 12 Patienten erfolgt ein Gehen bzw. Walking nach vorbereitender aktivierender Gymnastik und Dehnübungen. Ziele sind eine Verbesserung der allgemeinen aeroben Ausdauer, der Gangsicherheit auf verschiedenen Untergründen und wechselndem Gelände, eine Haltungs- und Gangschule sowie die Motivation zur aktiven Freizeitgestaltung. Ausschlusskriterien für eine Teilnahme am Terraintraining stellen nach Hüftprothesenwechsel eine noch erforderliche Teilbelastung des operierten Beins sowie kardiale Einschränkungen (weniger als 75 Watt Belastungsverträglichkeit) dar.

8.6.6 Laufbandtraining

Ziele sind ein freies Gehen bei individuell eingestellter Geschwindigkeit zur Verbesserung der allgemeinen aeroben Ausdauerfähigkeit, zur Verlängerung der Gehstrecke sowie zur Haltungs- und Gangschule.

8.6.7 Beinbewegungstraining

Das Beinbewegungstraining eignet sich für gering belastbare Patienten, auch im Rollstuhl, mit noch deutlich eingeschränkter Hüftgelenkbeweglichkeit. Nach erfolgter Einweisung kann der Patient das Gerät auch selbstständig in therapiefreier Zeit nutzen. Es beginnt ab der zweiten postoperativen Woche, wenn die Hüftbeugung >70 Grad beträgt.

8.6.8 Fahrradergometertraining

Patienten mit guter Hüft- und Kniegelenkbeweglichkeit nehmen am Fahrradergometertraining teil, das ein allgemeines aerobes Ausdauertraining und ein lokales Kraftausdauertraining darstellt: Es ist ab der 4. postoperativen Woche möglich, wenn die Kniebeugung zumindest 90 Grad beträgt. Es ersetzt dann das Beinbewegungstraining.

250

Kapitel 8 · Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel

8.6.9 Medizinische Trainingstherapie (MTT)

Die MTT ist ein gerätegestütztes Ausdauertraining und wird bei Patienten eingesetzt, deren kognitive Fähigkeiten und Körperwahrnehmung ausreichen, um nach Einweisung und bei laufender Kontrolle mit medizinischen Trainingsgeräten selbstständig üben können. Sie ist Bestandteil des Programms EP/OS 3. Die Schulung erfolgt mit einem individuell aufgestellten Trainingsplan. Ziele sind eine dynamische Stabilisation bzw. Mobilisation sowie ein sensomotorisches Training.

8.6.10 Multijoint- bzw. Sequenztraining

8

Das Multijoint- bzw. Sequenztraining wird fakultativ beim EO/OS-Programm bei erlaubter Vollbelastung eingesetzt. Es stellt ein mehrgelenkiges Muskelaufbau- und Kraftausdauertraining dar für Muskelketten der Bein- und Rumpfmuskulatur [12, 14], das auch nach dem Ende der Anschlussheilbehandlung zu Hause fortgesetzt werden kann. Patienten mit kardialen Einschränkungen und weniger als 150 Watt Belastbarkeit, stark übergewichtige Patienten und Patienten mit Kniebeschwerden müssen ausgeschlossen werden.

8.6.11 Therabandgruppe

Als Bestandteil von EP/OS 1 und 2 werden hier Kräftigungsübungen mit dem Theraband für die Muskulatur der oberen und unteren Extremitäten sowie des Rumpfes ausgeführt. Die Therabandübungen lassen sich auch zu Hause fortsetzen. HWS- und Schulterbeschwerden stellen Ausschlusskriterien für die Teilnahme an der Therabandgruppe dar.

8.6.12 Ergotherapie

Wesentlicher Bestandteil der Ergotherapie im Konzept der Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel ist das Wiedererlangen der Selbstständigkeit. Hierzu wird Selbsthilfetraining bezüglich der ADL wie An- und Auskleiden sowie Maßnahmen der Körperhygiene durchgeführt [4]. In der Ergotherapie wird ebenso die individuelle Hilfsmittelversorgung des Patienten durchgeführt [11]. Ergänzend können in der Rehabilitation des Patienten mit Hüftprothesenwechsel die nachfolgenden Therapien aus dem Bereich der physikalischen Therapie zum Einsatz kommen: ▬ Kryotherapie bei noch bestehendem postoperativem Schwellungszustand des Hüftgelenks, ▬ klassische Massagen bei muskulären Spannungsschmerzen, ▬ Fußreflexzonenmassagen bei Schmerzen, Störungen am Bewegungsapparat und funktionellen organischen Beschwerden, ▬ Narbenmassagen bei verklebtem Narbengewebe, ▬ manuelle Lymphdrainagen bei Ödemen, ▬ Kryotherapie bei postoperativem Reizerguss und Gelenkentzündung, ▬ Fango, Heiße Rolle oder Rotlicht bei muskulärem Hypertonus.

251 8.7 · Patientenschulung

8

Patientenschulung

8.7

8.7.1 Gelenkschutztraining

Das Gelenkschutztraining ist eine Therapie mit ADL-Schulungscharakter. Es stellt ein praxisnahes Schulungsprogramm mit alltagsorientierten Themen wie Bücken, Heben, Tragen, Sitzen, Gehen und Stehen dar. Es werden gelenkschonende Bewegungsabläufe sowie Informationen zur Belastungsverträglichkeit von Endoprothesen in alltagsrelevanten Situationen vermittelt. Es bietet dem teilnehmenden Patienten Übungsformen zur Verbesserung der Mobilität, der Beweglichkeit, der Koordination und der Entspannung an. Ausschlusskriterien sind ein nicht ausreichendes kognitives Leistungsvermögen des Patienten und eine starke Schwerhörigkeit.

8.7.2 Endoprothesenschule

Die Endoprothesenschulung soll die idealerweise schon vor der Hüftprothesenwechseloperation vermittelten Kenntnisse des Patienten über die Risiken und Komplikationen der Operation, aber auch über die sich ergebenden Perspektiven für den Patienten, z. B. Wiederaufnahme bestimmter Freizeitaktivitäten und für die Hüftprothese geeignete Sportarten (⊡ Tabelle 8.5) intensivieren [6]. Noch im Berufsleben stehende Patienten sind über Grenzen bzw. Einschränkungen in der Ausübung ihrer beruflichen Tätigkeit zu informieren. Gegebenenfalls sind Maßnahmen zur beruflichen Rehabilitation erforderlich. Für noch im Erwerbsleben stehende Patienten ist dann im Einzelfall frühzeitig der Rehabilitationsberater des zuständigen Rentenversicherungsträgers einzuschalten.

⊡ Tab. 8.5. Geeignete und nicht geeignete Sportarten nach Hüftprothesenwechsel Geeignete Sportarten

Nicht geeignete Sportarten

Gymnastik

Ballsportarten, insbesondere Fußball, Handball, Volleyball, (Eis-)Hockey

Radfahren (in der Ebene), Ergometertraining

Mountainbiking

Reiten (Dressur)

Springreiten

Schwimmen (insbesondere Rückenschwimmen)

Gewichtheben

Tanzen

Judo

Wandern, Walking

Bergsteigen

Joggen (auf Waldboden)

Rodeln

Golf

Tennis

(Alpinski)

Squash

(Skilanglauf )

Surfen

Die Eignung nach Hüftprothesenwechsel zur Fortführung einer bereits ausgeübten Sportart oder zum Beginn einer neuen Sportart ist stets eine Einzelfallentscheidung und hängt nicht nur vom operativen Lokalbefund sondern auch vom Allgemeinzustand des Patienten (z. B. weitere limitierende Begleiterkrankungen, Vorliegen einer Osteoporose, Alter), dem Trainingszustand und der sportlichen Vorerfahrung ab.

252

Kapitel 8 · Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel

8.8

Dauer der postoperativen Teilbelastung

Die Dauer der postoperativen Teilbelastung der operierten Extremität nach Hüftprothesenwechsel ist von unterschiedlichen Faktoren abhängig: Rekonstruktion des Pfannenlagers mittels homologer Knochentransplantation, Deckelung der Femurschaftkortikalis bei der Schaftexplantation. Sie ist gerade beim Hüftprothesenwechsel sehr unterschiedlich und wird für jeden Einzelfall vom Operateur festgelegt [20]. Bei einem Hüftprothesenwechsel ohne Besonderheiten wird in der Regel der 4-Punkte-Gang ab der 6. postoperativen Woche freigegeben; ein völlig unterstützungsfreies Gehen ist ab der 10. bis 12. Woche möglich. War eine aufwendige Rekonstruktion des Pfannenlagers oder eine Deckelung der Femurschaftkortikalis erforderlich, ist der 4-Punkte-Gang erst ab der 10. bis 12. Woche möglich, ein völlig unterstützungsfreies Gehen ab der 14. bis 16. Woche (⊡ Tabelle 8.6).

8.9

8

Nachsorge nach Abschluss der AHB

Der Patient ist mit einem aussagefähigen Entlassungsbrief, ggf. als Kurzbrief zu entlassen. Die mitgebrachten Röntgenaufnahmen sind dem Patienten wieder auszuhändigen. Während der AHB angefertigte Röntgenaufnahmen sind ebenfalls mitzugeben. Der endgültige Entlassungsbrief sollte dem Operateur und den weiterbehandelnden Ärzten zeitnah zugeschickt werden. Die weitere ambulante Betreuung des Patienten nach Abschluss der AHB sollte stets vom niedergelassenen Facharzt übernommen werden. Gegebenenfalls ist noch Physiotherapie zur weiteren Verbesserung der Hüftgelenkfunktion, zur Kräftigung der Becken-Bein-Muskulatur, meist insbesondere der Glutäen, und zur Gangschulung durchzuführen. Das während der AHB erlernte Eigenübungsprogramm, auch mittels Theraband, ist vom Patienten auch zu Hause konsequent fortzuführen. Es sollten auch bei beschwerdefreiem Verlauf jährliche klinische und ggf. radiologische Kontrolluntersuchungen erfolgen.

8.10

Gewechselte Hüftendoprothese und Sport

Gerade nach einem schon erfolgten Hüftprothesenwechsel sollte der Patient daran erinnert werden, dass ein Kunstgelenk im Sport intensiver belastet wird als im Alltagsgeschehen. Andererseits wird durch eine vernünftige, regelmäßige körperliche Belastung die Knochenstruktur gefestigt und die Muskulatur in ihrer Funktion verbessert [5]. Immerhin nehmen 60% der Patienten nach zementfreier Erstimplantation einer Hüftprothese wieder sportliche Aktivität auf und haben eher weniger Beschwerden als eine inaktivere Patientengruppe [18]. Einige Untersuchungen belegen sogar eine geringere Lockerungsrate von Hüftprothesen bei sportlicher Betätigung [2, 19]. Die Wiederaufnahme sportlicher Aktivität nach Hüftprothesenwechsel ist stets eine individuelle Entscheidung, die von mehreren Faktoren abhängig ist (⊡ Tabelle 8.2). Beim Joggen sollten folgende Voraussetzungen gegeben sein: weicher Waldboden (Achtung: Stolperfallen!), flüssiger und weicher Laufstil in mäßigem Tempo, stabile, leichte Laufschuhe mit guter Fersenpolsterung, Fußdeformitäten sind durch Einlagen zu versorgen. Beim Wandern sollten bergauf Teleskopstöcke benutzt werden. Längere Strecken bergab sollten mittels Seilbahn bewältigt werden. Freies Radfahren ist frühestens 3 Monate postoperativ möglich, wobei Damenräder zu bevorzugen sind. Beim Schwimmen ist in den ersten 3 Monaten nur Kraulbeinschlag erlaubt, danach ist aber auch wieder Brustschwimmen mit Beingrätsche

253 8.10 · Gewechselte Hüftendoprothese und Sport

8

⊡ Tab. 8.6. Axiale Belastung der betroffenen unteren Extremität bei Einsatz unterschiedlicher Gehhilfen [4] Verwendete Gehhilfen

Axiale Belastung des operierten Beins

2 Unterarmgehstützen im 3-Punkte-Gang

20–30 kp

2 Unterarmgehstützen im 4-Punkte-Gang

50–60% des Körpergewichts

1 Unterarmgehstütze, kontralateral

75% des Körpergewichts

2 Handstöcke

70–80% des Körpergewichts

1 Handstock, kontralateral

85% des Körpergewichts

Rollator

80–90% des Körpergewichts

möglich [2, 19]. Die Wiederaufnahme von alpinem Skifahren ist sehr von der Vorerfahrung des Patienten abhängig und für Skianfänger ungeeignet. Der routinierte Skiläufer sollte schulterbreit fahren, da eine zu parallele Skiführung zu starken Druck- und Knickbelastungen der Hüften führt. Sprünge und Stürze sind möglichst zu vermeiden. Kürzere Skier sind empfehlenswert, da längere Skier die Gefahr größerer Rotationskräfte in sich bergen [18]. Ein Wechsel von Alpinski auf Skilanglauf ist ohne Vorerfahrung wegen der erhöhten Sturzgefahr abzulehnen. Fazit Die Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel zielt nicht nur auf eine Wiederherstellung der Funktion des betroffenen Hüftgelenks ab, sondern will auch Lebensqualität und soziale Reintegration wiederherstellen und Kenntnisse über die Endoprothese vermitteln. Die zwischen Arzt und Patient vereinbarten Reha-Ziele sollten realistisch und in einem überschaubaren Zeitraum erreichbar sein. Hilfreich zur Abbildung des Rehabilitationsverlaufs und zur überprüfbaren Dokumentation erreichter Reha-Ziele ist der Einsatz von Rehabilitationsscores.

Literatur 1. Bode M, Peters KM (2001): Literaturgebräuchliche Scores zur standardisierten Ergebnisevaluation bei stationärer Rehabilitation nach Hüft- und Kniegelenksersatz. Orthop Praxis 37:230–235 2. Dubs L, Gschwend N, Munzinger U (1983): Sport after total hip arthroplasty. Arch Orthop Trauma Surg 101:161–169 3. Heisel J (2005a): Rehabilitatation nach Knieendoprothesen. Z Orthop 143:R1–R20 4. Heisel J (2005b): Rehabilitation an Hüft- und Kniegelenk. In: Stein V, Greitemann B (Hrsg) Rehabilitation in Orthopädie und Unfallchirurgie. Springer, Berlin Heidelberg New York Tokio, S 138–176 5. Hörterer H, Flock K, Engl H (1991): Hüftendoprothetik und Bergsteigen. In: Bernett P, Jeschke D (Hrsg) Sport und Medizin – Pro und Contra. Zuckschwerdt, München, S 225-227 6. Jerosch J, Heisel J (1996): Endoprothesenschule. Deutscher Ärzte Verlag, Köln 7. Kausch T (2006): Radiologische und sonographische Erfassung heterotoper Ossifikationen nach Hüft-TEP-Implantation. In: Peters KM, König DP (Hrsg) Fortbildung Osteologie 1. Steinkopff, Darmstadt, S 100–102 8. Krämer KL, Maichl FP (1993): Scores, Bewertungsschemata und Klassifikationen in Orthopädie und Traumatologie. Thieme, Stuttgart New York 9. Middeldorf S, Casser HR (2000): Verlaufs- und Ergebnisevaluation stationärer Rehabilitationsmaßnahmen nach alloplastischem Hüft- und Kniegelenkersatz mit dem Staffelstein-Score. Orthop Praxis 36:230–236 10. Perrenoud A, Kissling R, Hilfiker B, Schreiber A (1991): Physical therapy aspects of treatment following total hip prosthesis. Schweiz Rundsch Med Prax 80: 1024–1029

254

8

Kapitel 8 · Rehabilitation nach Hüftprothesenwechsel

11. Peters KM (2005): Ergotherapie. In: Stein V, Greitemann B (Hrsg) Rehabilitation in Orthopädie und Unfallchirurgie. Springer Berlin Heidelberg New York Tokio, S 17–23 12. Peters KM, Bücheler, D. (1999): Gerätetraining versus Multi-Joint-Training (Mehrgelenksbewegungstraining) bei Patienten nach Hüft-TEP-Implantation: Z Orthop 137:A35 13. Peters KM, Schneider, S. (2000): Derotationsorthese zur frühfunktionellen Behandlung nach reponierter HüftTEP-Luxation. Med Orth Tech 120:201–203 14. Peters KM, Herhaus, D. (2002): Fit for Job: Muskelkraft- und Kraftausdauertraining bei täglicher Arbeitsbelastung. Orthop Praxis 38:781–783 15. Peters KM, Krämer A (2007): Score-gesteuerte Dauer der Anschlussheilbehandlung nach Hüft- und KnieTEP-Implantation. In: Deutsche Rentenversicherung Bund: 16. Rehabilitationswissenschaftliches Kolloquium. Gesund älter werden – mit Prävention und Rehabilitation. DRV-Schriften, Bd 72, S 370–371 16. Popken F, König DP, Tantow M, Rütt J, Kausch T, Peters KM (2003): Ist eine perioperative sonogaraphische Frühdiagnostik heterotoper Ossifikationen nach Alloarthroplastik des Hüftgelenks möglich? Unfallchirurg 106:28–31 17. Rader C, Barthel T (2006): Heterotope Ossifikationen nach Hüft-TEP-Implantation. In: Peters KM, König DP (Hrsg) Fortbildung Osteologie 1. Steinkopff, Darmstadt, S 92–99 18. Schönle C (2004): Rehabilitation. Thieme, Stuttgart – New York, S 231–264 19. von Strempel A, Menke W, Wirth CJ (1992): Sportliche Aktivitäten von Patienten mit zementfrei implantiertem Hüftgelenksersatz. Prakt Spottraumatol u Sportmed 2:58–64 20. Wirtz DC, Niethard FU (1997): Diagnostik und Therapie der aseptischen Hüftendoprothesenlockerung – eine Standortbestimmung. Z Orthop 135:270–280

9

Sozioökonomische Aspekte der Hüft-Revisionsendoprothetik im Zeitalter der DRGs C. Zucker, M. Michel

9.1

Rheumatoide Arthritis, Arthrose und Osteoporose – der Wachstumsmarkt im deutschen Gesundheitswesen – 256

9.2

Ökonomische Auswirkungen von Hüftrevisionen am Beispiel USA – 259

9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.2.4

Demographische Entwicklung – 260 Fehlschläge der Endoprothetik – 261 Zivilisationskrankheiten – 261 Patientenalter – 261

9.3

Sinkendes Durchschnittsalter der Patienten als Kostentreiber – 265

9.3.1

Operative Versorgung – 265

9.4

Hüftrevisionsoperationen und Innovationen – Die Rolle der DRGs – 266

9.5

Anforderungen an die Industrie – 268

9

256

Kapitel 9 · Sozioökonomische Aspekte der Hüft-Revisionsendoprothetik im Zeitalter der DRGs

9.1

Rheumatoide Arthritis, Arthrose und Osteoporose – der Wachstumsmarkt im deutschen Gesundheitswesen

Im Jahr 2004 betrugen die Krankheitskosten in Deutschland 224,9 Mrd. Euro! Rheumatoide Arthritis, Arthrose und Osteoporose machten dabei einen Anteil von rund 5% aus (zum Vergleich: Krebs 8%) und belasteten das Gesundheitssystem mit mehr als 11 Mrd. Euro direkten Kosten. Etwa 9 Millionen Menschen leiden in Deutschland unter Arthrose und »verursachen« 8 Millionen Arbeitsunfähigkeitstage. 6% aller Frühberentungen (ca. 18.000) sind auf Arthrose zurückzuführen. Allein die rheumatoide Arthritis, an der ca. 800.000 Menschen in Deutschland leiden, verursachen ca. 10.000€ Kosten pro Jahr und Patient, vor allem durch Arbeitsunfähigkeit (65%) und Frühberentungen (22%). 50% der Betroffenen werden innerhalb von 10 Jahren arbeitsunfähig. Mehr als zwei Drittel der über 65-Jährigen, die jemals auf der Erde gelebt haben, leben heute! Dieser extreme Anstieg der Lebenserwartung korreliert mit der Entwicklung der medizinischen Versorgung Ende des 19. bzw. Anfang des 20. Jahrhunderts. Durch die demographische Entwicklung steigt signifikant der Bedarf an medizinischen Ressourcen (⊡ Abb. 9.1) [1]. Auf Basis eines permanenten technischen und medizinischen Fortschritts werden schon heute exzellente Ergebnisse in der Hüftendoprothetik, v. a. bei der Wiedererlangung von Lebensqualität, aber auch der Schmerzreduktion, erzielt. Durch die wachsende Erfahrung und durch die stetige Verbesserung der Operationstechniken, der Implantatsysteme und verwendeten Materialien hat sich dieser Bereich in vielen orthopädischen und unfallchirurgischen Abteilungen zu einem Schwerpunkt im klinischen Alltag entwickelt. So lassen sich durch die moderne Endoprothetik bereits heute bei ca. 70% der Patienten die Schmerzen nachhaltig beheben. Der künstliche Ersatz degenerativ, entzündlich oder anderweitig geschädigter Gelenke des Menschen kann heute als das Standardverfahren bezeichnet werden. So werden in Deutschland an der Hüfte jährlich ca. 200.000 Primärimplantationen und ca. 10.000 Prothesenwechsel durchgeführt. In den ⊡ Abb. 9.2 und 9.3 ist die Entwicklung der Revisionseingriffe in Deutschland von 1979 bis 2000 dargestellt. Nach veröffentlichten Ergebnissen des schwedischen Endoprothesenregisters erreichen viele Implantatsysteme in erfahrenen Händen Standzeiten von 95% über 10 Jahre und darüber hinaus (⊡ Tabelle 9.1).

Lebenserwartung [Jahre] 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

0

500

1000

Weltbevölkerung [Mrd.]

1500

2000

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Jahr

0

⊡ Abb. 9.1. Entwicklung von Lebenserwartung und Weltbevölkerung [1]

500

1000

1500

2000

257 9.1 · Rheumatoide Arthritis, Arthrose und Osteoporose

9

Trotz dieser positiven Ergebnisse darf nicht übersehen werden, dass die Primärversorgung nicht das Ende, sondern grundsätzlich den Beginn der medizinischen Behandlung darstellt. Denn trotz guter OP-Techniken und innovativen Implantaten ist die Standzeit durch verschiedene Faktoren immer noch begrenzt. Besonders die aseptische Lockerung ist mit 75,4% – wie das schwedische Hüftendoprothesenregister in ⊡ Tabelle 9.2 zeigt – der häufigste Grund für einen wiederholten Eingriff.

⊡ Abb. 9.2. Entwicklung der Revisionseingriffe von zementierten Hüftendoprothesen für die Jahre 1979 bis 2000 [2]

⊡ Abb. 9.3. Entwicklung der Revisionszahlen von zementfrei, bzw. hybrid implantierten Hüftendoprothesen für die Jahre 1979 bis 2000 [2]

258

Kapitel 9 · Sozioökonomische Aspekte der Hüft-Revisionsendoprothetik im Zeitalter der DRGs

⊡ Tab. 9.1. Überlebenswahrscheinlichkeiten nach Prothesentyp [3] in % (95% CI), n = Eingriffe Modell

1979–1986 (max. 17 Jahre)

1987–1996 (max. 9 Jahre)

Charnley

86,1 (84,7–87,5); n=11.880

94,1 (93,4–94,7); n=21.101

Lubinus IP

83,1 (81,6–84,7); n=9994

96,0 (94,8–97,3); n=3033

Lubinus SP

93,4 (91,6–95,3); n=2244 (13 Jahre)

Stanmore

83,6 (78,2–89,5); n=926

96,8 (95,2–98,5); n=640

CAD

84,9(79,9–90,2); n=1233

98,2 (95,7–99,9); n=181

Müller Straight

81,2 (77,6–84,9): n=1274

97,2 (96,0–98,5); n=1581

HD II

98,6 (85,5–93,8); n=426 (14 Jahre)

99,2 (98,3–99,9); n=429

Zementierte Prothesen

9

Exeter matt

83,8 (81,6–86,2); n=2734

Keine

Exeter polished (mixed)

92,6 (89,9–95,5); n=408 (10 Jahre)

96,0 (95,1–97,0); n=3380)

Exeter polished (metallverstärkt)

Keine

98,3 (97,7–99,9); n=3013 (7 Jahre)

Exeter polished (rein Polyethylen)

Keine

98,8 (97,9–99,9); n=2596 (3 Jahre)

Spectron (metallverstärkt)

81,2 (74,4–88,6); n=219 (11 Jahre)

97,0 (95,5–98,4); n=851

Spectron EF (rein Polyethylen)

Keine

99,6 (98,9–99,9); n=927 (5 Jahre)

Scan Hip Collarless

95,2 (90,0–99,9); n=78 (9 Jahre)

94,6 (90,6–98,8); n=533

Scan Hip Collar

91,9 (89,0–95,0); n=681 (11 Jahre)

95,0 (93,2–96,9); n=3929

PCA

76,9 (71,0–83,3); n=288 (11 Jahre)

94,2 (91,1–97,3); n=622

ABG HA

Keine

100; n=133 (6 Jahre)

CLS Spottorno

Keine

98,9 (96,8–99,9); n=182 (5 Jahre)

Omnifit

Keine

97,5 (94,8–99,9); n=285 (4 Jahre)

Unzementierte Prothesen

Trotz innovativer, multidisziplinärer Entwicklungen in der Endoprothetik in den letzten 20 Jahren sind bereits heute 20% aller endoprothetischen Eingriffe Revisionsoperationen [5]. Damit sind Prothesenwechsel an deutschen Kliniken der Teil des Alltags, die nicht nur das Krankenhausbudget bzw. das Gesundheitssystem, sondern vor allem die meist älteren Patienten physisch und psychisch extrem belasten. Erklärtes Ziel von Medizin und Hersteller kann es daher nur sein, die Systeme hinsichtlich ihrer OP-Technik und Standzeit signifikant weiter zu verbessern und damit – quasi als untrennbare Einheit – die Kosten-Erlös-Relationen von Revisionseingriffen nachhaltig zu verbessern. Zusammengefasst sollen folgende medizinische und sozioökonomische Ziele bei der Entwicklung innovativer, modularer Revisionsimplantate realisiert werden: ▬ langfristige Kosteneinsparung für den Kostenträger und damit die Beitragszahler, ▬ wirtschaftliche Anreize für den Anwender (günstiger Einkaufspreis, DRGs, Krankenhausbudget etc.), ▬ längere Standzeit der Prothese, ▬ Verbesserung der Therapiedurchführung (Erhalt und Aufbau von vitalem Knochen), ▬ bessere Lebensqualität bis ins hohe Alter (weniger Revisionseingriffe).

259 9.2 · Ökonomische Auswirkungen von Hüftrevisionen am Beispiel USA

9

⊡ Tab. 9.2. Gründe für Revisionseingriffe an der Hüfte [4] Reasona

Number

Share [%]

Aseptic loosening

10,610

75.4

Primary deep infection

948

6.7

Dislocation

810

1.5

Fracture only

716

5.1

Technical error

425

5.8

Implant fracture

215

3.0

Secondary infection

128

0.3

Polyethylene wear

126

0.4

Pain

46

0.9

Miscellaneous

56

0.9

Missing

1

0.0

Total

14,081

100

a

14,081 1st revision THR 1979–2000.

9.2

Ökonomische Auswirkungen von Hüftrevisionen am Beispiel USA

Die ökonomischen Auswirkungen der zukünftigen Primär- und Hüftrevisionsoperationen wurden im Rahmen einer Studie im angelsächsischen Raum prognostiziert [6]. Als Datengrundlage für die Berechnung wurden die Zahlen von 1997 bis 2004 erhoben. Dafür wurde die internationale Klassifikation ICD-9-CM (International Statistical Classification of Diseases) und zusätzlich die CPT-4 (Current Procedural Terminology) eine Kodierung von ärztlichen Leistungen verwendet. Ausgeschlossen aus dieser Erhebung waren Patienten jünger als 65 Jahre. Es wurden rein die Kosten von Krankenhäusern und Ärzten, die direkt mit dem Eingriff in Verbindung standen, aufgeführt. Die notwendige technische Einrichtung, Geräte sowie Leistungen in der Rehabilitation wurden nicht berücksichtigt, obwohl diese im Grundsatz als direkte Kosten für eine umfassende Behandlung von Revisionspatienten notwendig sind. Alle Kosten wurden als eine Funktion des Alters und des Geschlechts klassifiziert. Bei der Berechnung wurde die demographische Entwicklung durch die Daten der Behörde für Bevölkerungsstatistik berücksichtigt und die zukünftigen Kosten für jede Untergruppe separat mit Hilfe der Poisson-Regressionsanalyse über die Zeit berechnet. Die gesamtwirtschaftliche Auswirkung von Hüftrevisionseingriffen wurde dann durch Kombination der Eingriffskosten, der Häufigkeit und der Patientenuntergruppen ermittelt. ⊡ Abbildung 9.4 zeigt deutlich, dass die Krankenhauskosten in den USA bis 2015 um 290% und die Arztkosten um 140% steigen werden [6]. Dies entspricht einer Gesamtkostensteigerung von 277% im Bereich der Revisionsendoprothetik! Neben den Revisionskosten werden in dieser Grafik auch die Kostenentwicklungen von Primäreingriffen dargestellt. Vor dem Hintergrund der verbesserten Implantatsysteme und berichteten Standzeiten, ist die Kostenentwicklung bei den Revisionseingriffen um 277% bis 2015 auf den ersten Blick

260

Kapitel 9 · Sozioökonomische Aspekte der Hüft-Revisionsendoprothetik im Zeitalter der DRGs

25,00

Prognostizierte Kosten für Primär- und Revisionseingriffe an der Hüfte

Jährliche Kosten ($ Billion)

20,00

15,00

10,00

5,00

0,00

9

2005

2006

2007

2008

2009

Jahr

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Krankenhauskosten Primärhüfte

Chirurgische Kosten Primärhüfte

Gesamtkosten Primärhüfte

Krankenhauskosten Revisionshüfte

Chirurgische Kosten Revisionshüfte

Gesamtkosten Revisionshüfte

⊡ Abb. 9.4. Prognose der Krankenhaus, chirurgischen und Gesamtkostenentwicklung für die Primär- und Revisionshüfte bis 2015

⊡ Tab. 9.3. Klassifikationen bei der Datenerhebung – International Statistical Classification of Diseases; Current Procedural Terminology Prozedur

CPT-4

ICD-9-CM

Primär-Hüftendoprothetik

27130, 27132

81.51

Revisions-Hüftendoprothetik

27134, 27137, 27138

81.53

nicht plausibel! Analysiert man aber im Ganzen den Markt für Hüftendoprothesen, so scheinen drei grundsätzliche Gründe für die Kostensteigerung gegeben: ▬ demographische Entwicklung, ▬ Fehlschläge aktueller und neuer Prothesendesigns, ▬ Zivilisationskrankheiten. 9.2.1 Demographische Entwicklung

Weltweit verlängert sich die Lebenserwartung pro Jahr in den Industrienationen um durchschnittlich drei Monate [7]. Die Zahl der über 80-Jährigen hat laut statistischem Bundesamt für Deutschland in den letzten 47 Jahren um 275% zugenommen, während sich der Anteil der nachfolgenden Generationen proportional verkleinert [8]. Mit dem Zugewinn an Lebenszeit und einer dadurch häufigeren medizinischen Betreuung, noch dazu bei multimorbiden Patienten, sind rein statistisch mehrmalige prothetische Eingriffe am Hüftgelenk wahrscheinlich und somit die Kostensteigerung erklärbar.

261 9.2 · Ökonomische Auswirkungen von Hüftrevisionen am Beispiel USA

9

9.2.2 Fehlschläge der Endoprothetik

Die wesentlichen Fortschritte und Erkenntnisse, die Standzeiten der Implantate zu verbessern, wurden erst in den letzten 20 Jahren gewonnen. Anwender verfolgen bis heute verschiedenste Designs und Denkansätze mit zahlreichen Endoprothesenvarianten und Versorgungskonzepten, aber nicht immer mit guten Langzeitergebnissen. In diesem Zusammenhang ist z. B. die zementierte Titan-Endoprothese anzuführen. So wurde eine massive Abriebsbelastung aufgrund der Oberflächenstruktur und des Implantatdesigns festgestellt, die zur frühzeitigen Revision führte [9]. Die zu Beginn bzw. Mitte der 90er Jahre des letzten Jahrtausends begonnene Diskussion über die Zementierbarkeit von Titan überdeckte die systematische Analyse der eigentlichen Ursachen und ging in die falsche Richtung.

9.2.3 Zivilisationskrankheiten

Ein zusätzlicher Grund für die Steigerung der Revisionsoperationen geht von der Bevölkerung selbst aus. Die Zahl der übergewichtigen Menschen steigt. Jeder zweite erwachsene Deutsche, so das Statistische Bundesamt in Wiesbaden im Juni 2006, ist übergewichtig. Etwa 42% der Frauen und 58% der Männer wiegen zu viel [10]. Übergewicht, mangelnde Bewegung und ungesunde Lebensweise – vorwiegend Alkohol und Nikotin – können Gründe sein, dass die Endoprothesensysteme nicht die maximalen Standzeiten erreichen und deswegen verfrüht revidiert werden müssen. Um die o. g. Thesen zu validieren, wird die prozentuale Kostenverteilung der Revisionseingriffe über die einzelnen Altersgruppen betrachtet.

9.2.4 Patientenalter

Patienten über 80 Jahre Diese Patientengruppe verursacht, wie aus den ⊡ Abb. 9.5 und 9.6 ersichtlich, bei Revisionseingriffen den niedrigsten direkten Kostenanteil. Demnach scheint die Kostenentwicklung nicht durch den demographischen Faktor erklärbar. Ein Grund für die niedrigen Kosten könnte unter Umständen die im Markt vorherrschende Versorgungsphilosophie sein. Ab einem gewissen Alter bzw. gesundheitlichen Zustand tendieren Operateure zur rein zementierten Versorgungen mit langstieligen Prothesen. Für solche Eingriffe sind keine speziellen Implantate und Transplantate notwendig, der Patient kann schnell mobilisiert werden. Dadurch sind die gesamten Krankenhauskosten gering. In der Gruppe der 80- bis 84-Jährigen wird bis 2015 ein Rückgang des Anteils an den gesamten Kosten für Revisionseingriffe von 22,4% auf 18,5% prognostiziert. Zu diesem Effekt trägt auch die grundsätzlich verbesserte Standzeit heutiger Primärimplantationen bei.

70- bis 74-jährige und 75- bis 79-jährige Patienten Der Anteil an den Gesamtkosten dieser Gruppen bleibt bis 2015 annähernd konstant auf aktuellem Niveau, nur ein marginaler Rückgang der direkten Kosten wird prognostiziert (⊡ Abb. 9.7 und 9.8). In der Patientengruppe 70–74 Jahre sinkt der Anteil von 18,5% auf

262

Kapitel 9 · Sozioökonomische Aspekte der Hüft-Revisionsendoprothetik im Zeitalter der DRGs

18,0%

>84 jährige Primärhüfte >84 jährige Revisionshüfte

Prozentuale Veränderung der Kosten

16,0% 14,0% 12,0% 10,0% 8,0% 6,0% 4,0% 2,0% 0,0%

9

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Zeit

⊡ Abb. 9.5. Prognostizierte prozentuale Veränderung der Kosten für Primär- und Revisionseingriffe in der Patientengruppe >84-Jährige, an der Hüfte bis 2015 [6]

Prozentuale Veränderung der Kosten

25,0%

80-84 jährige Primärhüfte 80-84 jährige Revisionshüfte

20,0%

15,0%

10,0%

5,0%

0,0%

2005

2006

2007

2008

2009

2010 Zeit

2011

2012

2013

2014

2015

⊡ Abb. 9.6. Prognostizierte prozentuale Veränderung der Kosten für Primär- und Revisionseingriffe in der Patientengruppe 80- bis 84-Jährige, an der Hüfte bis 2015 [6]

9

263 9.2 · Ökonomische Auswirkungen von Hüftrevisionen am Beispiel USA

30,0%

70-74 jährige Primärhüfte 70-74 jährige Revisionshüfte

Prozentuale Veränderung der Kosten

25,0%

20,0%

15,0%

10,0%

5,0%

0,0%

2005

2006

2007

2008

2009

2010 Zeit

2011

2012

2013

2014

2015

⊡ Abb. 9.7. Prognostizierte prozentuale Veränderung der Kosten für Primär- und Revisionseingriffe in der Patientengruppe der 70- bis 74-Jährigen, an der Hüfte bis 2015 [6]

30,0%

75-79 jährige Primärhüfte 75-79 jährige Revisionshüfte

Prozentuale Veränderung der Kosten

25,0%

20,0%

15,0%

10,0%

5,0%

0,0%

2005

2006

2007

2008

2009

2010 Zeit

2011

2012

2013

2014

2015

⊡ Abb. 9.8. Prognostizierte prozentuale Veränderung der Kosten für Primär- und Revisionseingriffe in der Patientengruppe der 75- bis79-Jährigen, an der Hüfte bis 2015 [6]

264

Kapitel 9 · Sozioökonomische Aspekte der Hüft-Revisionsendoprothetik im Zeitalter der DRGs

30,0%

65-69 jährige Primärhüfte 65-69 jährige Revisionshüfte

Prozentuale Veränderung der Kosten

25,0%

20,0%

15,0%

10,0%

5,0%

0,0%

2005

2006

2007

9

2008

2009

2010 Zeit

2011

2012

2013

2014

2015

⊡ Abb. 9.9. Prognostizierte prozentuale Veränderung der Kosten für Primär- und Revisionseingriffe in der Patientengruppe der 65- bis 69-Jährigen, an der Hüfte bis 2015 [6]

15,1%, bei den 75- bis 79-jährigen Patienten von 26,1% auf 25,3%. Diese Altersgruppen stellen bereits heute den größten Anteil an den Gesamtkosten für Revisionsendoprothetik in den USA dar und repräsentieren das Revisionskollektiv der primär versorgten Patienten im Alter von 60–65 Jahren.

65- bis 69-jährige Patienten Die größte prozentuale Veränderung ist in der Gruppe der 65- bis 69-jährigen Patienten zu sehen. So steigt der Anteil an den Gesamtkosten dieses Patientenkollektivs signifikant von derzeit 17,2% auf 25,3% in 2015 an (⊡ Abb. 9.9). Damit ist klar, dass die wesentliche Kostensteigerung durch die jüngste untersuchte Altergruppe verursacht wird. Diese Entwicklung ist in erster Linie auf das sinkende Patientendurchschnittsalter zurückzuführen. Ein zusätzlicher Faktor in dieser Altersgruppe ist das bei der Bevölkerung erkennbare zweigeteilte Gesundheitsbewusstsein. Einerseits ist die Tendenz zu erkennen, dass Mobilität, Sport und Bewegungsfreiheit für den einen Teil der Gruppe ein wesentlicher Faktor für die Lebensqualität darstellt. So werden trotz künstlicher Hüfte kritische Sportarten wie z. B. Skifahren und Fußball uneingeschränkt ausgeführt. Der andere Teil ist durch Übergewicht und fehlende Bewegung nach Primärimplantation charakterisiert. Bei beiden Ausprägungen ist anzuführen, dass der Lebenswandel wesentlich die Standzeiten der Systeme beeinflusst und sich in den Revisionszahlen widerspiegelt. Es ist davon auszugehen, dass die Ergebnisse der US-amerikanischen Studie auch für das deutsche Gesundheitswesen von Relevanz sind. Demnach werden Revisionseingriffe in Zukunft eine medizinisch wie ökonomisch zunehmend wichtige Rolle für Kliniken und Kostenträger neben den Primärversorgungen einnehmen.

265 9.3 · Sinkendes Durchschnittsalter der Patienten als Kostentreiber

9

Sinkendes Durchschnittsalter der Patienten als Kostentreiber

9.3

Wie oben dargestellt, untersucht die US-Studie ausschließlich Patientengruppen über 65 Jahre. Aber gerade der Patientengruppe unter 65 Jahre ist im Kontext der Primärversorgungen ein besonderes Augenmerk zu widmen – schließlich finden Primärimplantationen am Hüftgelenk immer früher statt und senken damit das Durchschnittsalter der Erstversorgung. Die ANCAKlinik berichtet beispielsweise, dass bereits 1998 13,5% der Patienten jünger als 40 Jahre und 33,4% jünger als 60 Jahre waren [11]. Durch die nachhaltige »Verjüngung« des Patientenkollektivs ist davon auszugehen, dass sich ein immer höher werdender prozentualer Anteil der Patienten im Laufe seines Lebens mehreren Revisionsoperationen unterziehen muss. Zusätzlich ist anzuführen, dass die Standzeiten von Revisionsarthroplastiken generell wesentlich kürzer sind als die der Primärimplantationen und sich dadurch die Zeitabstände zwischen den Eingriffen verkürzen [12]. Ziel muss es für die Industrie gemeinsam mit den Medizinern daher sein, innovative Implantate und OP-Verfahren zu entwickeln, die die Standzeiten von Revisionsprothesen signifikant erhöhen.

9.3.1 Operative Versorgung

Im Vergleich zum Primäreingriff ist bei jedem weiteren Revisionseingriff ein noch größerer operativer und technischer Aufwand nötig, um den Patienten optimal zu versorgen. Die Gründe hierfür sind die Gewebereaktionen bei der aseptischen Lockerung mit einhergehenden Knochensubstanzverlusten im Bereich des Azetabulums und Femurs sowie Weichteilund Muskeldefizite als Folge der Operationsmethode und der Mehrfachoperationen. Wie bei der primären Prothesenimplantation, ist eine zementierte und eine zementfreie Verankerung der Prothesenelemente möglich. Beck et al. stellen anhand von 1488 Re-Implantationsfällen medizinische Vor- und Nachteile zementierter Revisionen zusammen (⊡ Tabelle 9.4) [13]. Besonders hervorzuheben ist die Standzeit von zementierten Revisionsarthroplastiken. Ascherl et al. berichten über 1285 Mehrfacheingriffe mit zementierter Versorgung und weist auf die deutlich verkürzten Standzeiten der zementierten Revisionsendoprothesen hin [14]. Für die zementfreie Versorgung führt Gierse [15] die in ⊡ Tabelle 9.5 genannten Punkte auf. Das größte Problem bei Hüftpfannenrevisionen sind die teilweise sehr großen Defekte und die dadurch erschwerte Verankerung bzw. Befestigung des Implantats an vitalem Knochen. Aus diesem Grund muss zusätzlich auf das Arbeiten mit Knochentransplantaten bei Hüftrevisionseingriffen hingewiesen werden. Wie aus Studien bekannt ist, wurden mit Spongiosaplastiken und Unterfütterung mit Knochenersatzmaterialen bei Hüftrevisionspfannen sehr gute Ergeb-

⊡ Tab. 9.4. Vor- und Nachteile der zementierten Fixierung Vorteile

Nachteile

▬ ▬ ▬ ▬

▬ ▬ ▬ ▬

Geringer Blutverlust Frühe Belastbarkeit Meist bessere Funktion Lokale Antibiotikaprophylaxe möglich

Oft große Zementmengen nötig Abhängigkeit von der Tragfähigkeit des Implantatlagers Unsichere Dauerhaftigkeit Aufwendige Maßnahmen bei der Entfernung teilweise festsitzender Zementstücke

266

Kapitel 9 · Sozioökonomische Aspekte der Hüft-Revisionsendoprothetik im Zeitalter der DRGs

⊡ Tab. 9.5. Vor- und Nachteile von zementlosen Prothesendesigns

9

Vorteile

Nachteile

▬ Direkter Kontakt Implantat – Knochen ▬ Sekundärstabilität durch ein- oder anwachsende Knochen ▬ Bessere Verträglichkeit durch geeignete Materialwahl (Titan, Hydroxylapatit)

▬ Primärfixierung mit nur geringem Oberflächenkontakt (ca. 30%) ▬ Sekundärstabilität nicht immer gewährleistet ▬ Abrieb unter Umständen von Oberflächenanteilen, zum Beispiel Titanlegierung ▬ Anlaufprobleme mit Oberschenkelschmerzen ▬ Belastungsschmerz und Abduktoreninsuffizienz in einem relativ hohen Prozentsatz

nisse im Vergleich zu zementierten Pfannensystemen erreicht. In einem Fall der Re-Revision konnte aufgrund der wiedererlangten Knochenstabilität eine Primärpfanne im Press-fit-Verfahren eingebracht werden [16]. Deswegen gilt heute bei aseptischen Fällen die Rekonstruktion mit Hilfe von Knochentransplantaten als Methode der Wahl [17]. Insgesamt ergeben sich dadurch folgende medizinischen Anforderungen an ein modernes Hüftpfannenrevisionssystem: ▬ anatomische Rekonstruktion des Rotationszentrums, ▬ primär- und belastungsstabile Verankerung der Revisionspfanne an vitalem Knochen, ▬ Rekonstruktion knöcherner Defekte mit auto- und/oder homologen Transplantaten, ▬ Schutz des Transplantats vor zu großer mechanischer Beanspruchung, ▬ Wiederherstellung des physiologischen Kraftflusses. Für Hersteller von Revisionsimplantatsystemen bedeutet dies im Klartext: ▬ Zeitersparnis bei der OP durch Modularität, ▬ intraoperative Korrekturmöglichkeiten in situ, ▬ sichere Operationstechnik durch einfache Anwendung, ▬ moderne Werkstoffe (Hart/Hart-Gleitpaarungen) Verkürzung der Verweildauer durch optimale Operationsergebnisse, ▬ DRG-gerechte Preisgestaltung.

9.4

Hüftrevisionsoperationen und Innovationen – Die Rolle der DRGs

Knappe Krankenhausbudgets, rückläufige Margen und das Auseinanderbrechen etablierter Geschäftsbeziehungen führen dazu, dass innerhalb der Medizinprodukte-Industrie tief greifende Anpassungsprozesse notwendig werden [18]. Gerade die DRGs haben für die Medizinprodukte(MP)-Industrie einen enormen und v. a. nachhaltigen Druck geschaffen, umfassende Anpassungsprozesse vorzunehmen. Dies mag auf den ersten Blick verwundern, stieg doch das Umsatzvolumen der MP-Industrie von 1995 bis 2002 um beinahe 25%. In demselben Zeitraum erhöhte sich auch der Budgetanteil der Medizinprodukte am Beschaffungsvolumen der Krankenhäuser von 8,5% auf 9,3% [19]. Die Finanzwelt sieht im MP-Sektor daher auch eine der dynamischsten Branchen in Deutschland überhaupt [20]. Allerdings beruht das Wachstum zunehmend nur noch auf der positiven Entwicklung von Exportmärkten, während der Markt in Deutschland stagniert. Druck entsteht in erster Linie durch tief greifende, DRGimmanente Veränderungen auf Seiten der Krankenhäuser als Primärkunden. Die Industrie

267 9.4 · Hüftrevisionsoperationen und Innovationen – Die Rolle der DRGs

9

Schweiz

+ 80% + 70%

Italien Niederlande

+ 30% + 25%

Frankreich Spanien

+ 23%

+ 4% Österreich

0

20

40

60

80

100

⊡ Abb. 9.10. Implantatpreise im europäischen Vergleich am Beispiel der Hüftendoproethtik

%

150

10.1%

Cumulative change in Implant price

125

9.5

1991-2005: +132%

100

8.5 7.0

75

8.7

50 5.7

25

4.5 2.8

6.0 5.0

4.3

4.7

91

/9 2 92 /9 3 93 /9 4 94 /9 5 95 /9 6 96 /9 7 97 /9 8 98 /9 9 99 /0 0 00 /0 1 01 /0 2 02 /0 3 03 /0 4 04 /0 5

0 Source: Orthopedic Network News, Vol. 15, No. 1, Jan. 2004, p.1

⊡ Abb. 9.11. Implantatpreisentwicklung in den USA

sieht sich einem spürbaren Preisverfall ausgesetzt. Insgesamt betrachtet lässt sich eine »Ökonomisierung der Medizin« beobachten. Trotz der nachweislichen Errungenschaften wird die Einführung neuer innovativer Endoprothesen durch das DRG-System erschwert. Dies ist in erster Linie auf Beschränkungen und Trägheit des DRG-Systems zurückzuführen. Seit Jahren rückläufige Fallpauschalen und Preise – gerade im europäischen Vergleich – für Implantate, trotz steigender Qualität und neuer Werkstoffe, machen langfristig Investitionen in Innovationen für die Hersteller ökonomisch unattraktiv (⊡ Abb. 9.10 bis 9.12). Der vollendete Binnenmarkt in Europa, mit gemeinsamer Wirtschaftsverfassung und einheitlicher Währung sowie das Internet kennen keine nationalen Grenzen. Es steht deshalb zu befürchten, dass sich die Relativgewichte für die Krankenhäuser weiter verschlechtern, wenn weitere Preisreduktionen z. B. durch »Global Sourcing« realisiert werden und der zum Teil unseriöse (Preis-)Kampf um Marktanteile seitens der Industrie unverändert weitergeführt wird [21]. Eine individuelle Patientenzuzahlung für ein teureres, aber innovatives Produkt ist im System zwar grundsätzlich vorgesehen (Wahlleistungsvereinbarung nach § 22 BPflV i.V.m. § 16 KHEntgG), aber für die Beteiligten, insbesondere die Kliniken, mit zu hohem administrativen Aufwand verbunden.

268

Kapitel 9 · Sozioökonomische Aspekte der Hüft-Revisionsendoprothetik im Zeitalter der DRGs

%

1994 1995

1996 1997 1998 1999

2000 2001 2002 2003

2004 2005

-15

Veränderung der Implantatpreise ⊡ Abb. 9.12. Implantatpreisentwicklung in Deutschland

9.5

9

1994 - 2005:

- 40%

-40

Anforderungen an die Industrie

Aus Kostengründen darf auf moderne, modulare Implantatsysteme und Transplantate auch in Zukunft und unter den Bedingungen der DRGs nicht verzichtet werden, wenn das qualitativ hochwertige Versorgungsniveau stabilisiert bzw. verbessert werden soll. Die am 01.01.2005 eingeführte Einführung eines Zusatzentgeltes für Modulare Revisionsprothesen (ZE2005–25 mit Bezug zum OPS 5–829d) ist zwar ein Schritt in die richtige Richtung, reicht aber bei weitem nicht aus – schließlich werden diese Zusatzentgelte nicht extrabudgetär gewährt! Durch die insgesamt zu verzeichnende DRG-immanente, kurzfristige Kostenbetrachtung wird der Einsatz innovativer Endoprothesen letztlich erschwert und mögliche Gesamtkostenersparnisse sowie eine effektive Therapie für die betroffenen Menschen somit verhindert. Manche zentralen Einkaufsorganisationen und Klinikverbünde neigen aktuell zu sehr dazu, (neue) Produkte und Verfahren der Medizintechnologie ausschließlich vor dem Hintergrund der Einzelpreise (»unit price«) zu betrachten – und eine Gesamtbetrachtung von Behandlungsprozessen völlig außer Acht zu lassen [22]. Gerade deshalb muss aus ökonomischer Sicht an erster Stelle der Forderungen an eine neue Revisionspfanne in erster Linie die langfristige Kosteneinsparung für den Kostenträger stehen. Diese Forderung ist eine »conditio sine qua non« des deutschen Gesundheitssystems. Aufgrund der demographischen Entwicklung und des Status der Endoprothetik als »Goldstandard«, werden die Eingriffe und die Gesamtkosten mit Sicherheit steigen. Gerade deshalb gewinnen die Kosten pro Patient über die gesamte Lebenszeit immer mehr an Bedeutung. Das hat zur Folge, dass neben den reinen kurzfristigen Kosten für die operative und stationäre Behandlung die Folgekosten betrachtet werden müssen, da diese von weit größerer Bedeutung für das gesamte, volkswirtschaftlich extrem relevante Gesundheitssystem sind. Um die mikro- und makroökonomisch relevanten Kosten langfristig positiv zu gestalten, sind bei der Entwicklung von Revisionsimplantaten folgende Aspekte zwingend zu berücksichtigen. ▬ längere Standzeit der Implantate, ▬ Verbesserung der Therapiedurchführung (Erhalt u. Aufbau von vitalem Knochen), ▬ bessere Lebensqualität bis ins hohe Alter (weniger Revisionseingriffe).

269 9.5 · Anforderungen an die Industrie

9

Die Standzeit der Implantate ist dabei der entscheidende Faktor, weil diese die Kosten der Behandlung über die Zeit verteilt. Es ist volkswirtschaftlich nicht vertretbar, dass aufgrund marginaler Einsparungen beim Implantatpreis auf günstigere Systeme mit kürzeren Standzeiten zurückgegriffen wird. Denn durch diese Entscheidung sind bereits die höheren Gesamtkosten durch den im kürzeren Zeitabstand wiederholt notwendigen Eingriff vorprogrammiert. Die Versorgung mit Revisionsimplantaten stellt in Zukunft bei immer mehr Patienten nicht den letzten operativen Eingriff dar und muss deshalb zusätzlich als die Gelegenheit gesehen werden, die Situation für zukünftige Operationen positiv zu beeinflussen. So ist ein erklärtes Ziel der Revisionschirurgie, den entstandenen Knochendefekt zu rekonstruieren, um bei der Folgeoperation weniger große Defekte versorgen bzw. weniger aufwendigere Implantate benutzen zu müssen. Zusätzlich muss die Industrie den Produktpreis unter Berücksichtigung des zu erwartenden DRG-Erlöses der Klinik kalkulieren. In der Praxis heißt das für den Hersteller, dass bereits von einem zu Beginn des Innovationszyklus festgelegten, DRG-gerechten Marktpreis »target costs« für alle Bereiche (Konstruktion, Produktion, Marketing, Vertrieb) festzulegen sind [23]. Um wirtschaftliche Anreize bieten zu können, muss es in Zukunft Kernaufgabe der Industrie sein, produktindividuell optimale Relation zwischen Produkteigenschaften und anfallenden Kosten zu bestimmen. Die erzielbaren Preise sind im Dialog mit Ökonomen und den Medizinern der Krankenhäuser, aber auch im Rahmen umfassender und systematischer Markt- und DRG-Entgeltanalysen zu bestimmen. Fazit Die sozioökonomische Bedeutung der Revisionschirurgie durch die nachhaltige Verjüngung des Patientenkollektivs wird in Zukunft immer mehr an Bedeutung gewinnen wird. Die direkten und indirekten Versorgungskosten durch die medizinische Behandlung in der Klinik werden weiter eine wichtige Rolle spielen, zusätzlich rückt die volkswirtschaftliche Dimension in den Mittelpunkt. Bereits heute sind die Zahlen bei der Arbeitsunfähigkeit und Frühberentung durch Arthrose und rheumatoide Arthritis alarmierend, die sich durch die quantitative Zunahme des Patientenkollektivs mit Primärprothesen zusätzlich verschärfen wird. In Zukunft wird eine medizinisch wie ökonomisch gleichermaßen optimalere Versorgung von Revisionspatienten nötig sein, um die zu erwartenden sozioökonomischen Effekte wie pflegerische Betreuung, Arbeitunfähigkeit und Frühberentung nachhaltig und v. a. signifikant zu beeinflussen. Aktuell erleben wir eine Entwicklung, die es kritisch zu hinterfragen lohnt und deren Nutzen für den bzw. die Patienten fragwürdig ist: Ist unsere Gesellschaft wirklich bereit, Krankenhäuser zukünftig als »Gesundungsfabriken«, in denen es ausschließlich um Kosten-Controlling, Prozessmanagement und Erlösoptimierung und nicht um Ethik und Humanität geht, zu akzeptieren [24]? Dies kann und darf nicht der Sinn und Zweck der Gesundheitspolitik sein. Vielmehr müssen die umfassende Qualität der Versorgung und mit ihr der mündige Patient im Mittelpunkt aller Bemühungen um ein modernes Krankenhauswesen stehen. Das Ziel einer modernen, zukunftsgerichteten, innovativen Revisionsendoprothetik muss sein, den Erhalt der Mobilität über die Lebenszeit so zu gewährleisten, dass der Patient am beruflichen und gesellschaftlichen Leben uneingeschränkt teilnehmen kann. Eine moderne Gesellschaft muss (sich) das leisten können. Und die Industrie wird ihren Beitrag dazu erfüllen!

270

Kapitel 9 · Sozioökonomische Aspekte der Hüft-Revisionsendoprothetik im Zeitalter der DRGs

Literatur

9

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Stichwortverzeichnis

A AAOS-Klassifikation 67 Abduktorenmuskulatur 171 Abrasion 213 Abrieb 65 – Abriebrate 222 Abschlussuntersuchung 243 Abstützschale 177 – Implantation 178 – Verankerung 232 Abszess 35 Activities of daily living (ADL) 241, 243, 250, 251 Adapter 224 – Bioball 224 Adhäsion 213 ADL, siehe activities of daily living AHB, siehe Anschlussheilbehandlung Aktivität, sportliche 252 Ala-Aufnahme 66

Allograft 69, 88, 148, 149 – Allograftknochen 74 Alu-Laschenschablone 188 Aluminiumkeramik 205 – Aluminiumkeramik/Keramik-Gleitpaarung 205 Aluminiumoxidkeramik 204 American Academy of Orthopaedic Surgeons 67 American Association of Hip and Knee Surgeons 65 Amputation 45, 50 Anaerobier 42 Analgosedierung 244 Anschlussheilbehandlung (AHB) 240, 244, 246, 250 Anterior pelvic plane concept 144 Antikoagulationstherapie 100 Antiluxations-Inlay 202, 208 Antiluxationsorthese 115 Antiluxationsring 127 Antiluxationsvarianten 151

272

Stichwortverzeichnis

Antithrombosestrümpfe 246 Arthritis, rheumatoide 41, 78, 106, 172, 256 Arthrodese 67 Arthrographie 66, 95 Arthrose 256 Articulationes sacroiliacae 4 Artikulationspaarung 223 aseptische Lockerung 213 Aufbauplastik 168 Aufsteckkonen 224 Augmentat 152 – metallisches 88 Augmentation – buttress augment 90 – shim augment 90 Austauschoperation, einzeitige 46 Azetabulum 3, 48, 58, 75, 98, 120 – Defekt 160 – Defektklassifikation nach D‘Antonio 198 – Graft 77 – Knochenverlust 74 – medialer Wanddefekt 125 – ovalär 154 – Plattenosteosynthse 84

B Becken – Abstützschale 119 – anteriore Ebene (APP) 141 – funktionelle Anatomie 2 – Krafteinleitungslinien 196 – nativradiologische Übersicht 65 – Teilersatz ENDO-Modell 126 Beckendiskontinuität 66, 67, 70, 127, 130, 149, 178, 195, 198, 232 Beckenschaufelprojektion 66 Beckentiefstand 242 Beckenübersicht 65 Beinbewegungstraining 249 Beinvenenthrombose 174 Benetzbarkeit 214 Bewegungsbad 248 Bewegungsschiene 247

Bewegungsumfang (Range of Motion) 105, 106 Biegeinstrumentarium 184, 188 Bildwandler 244 Bioball-Adapter 224 Biofilm 42 Biologicals 41 Block-Spacer 47 Body Mass Index (BMI) 12 Bone – ingrowth 235 – resorption pit assay 23 – stock 166 – void filler 90 Bremstrommeleffekt 218, 221 Bulk-Autograft 149 Burch-Schneider-Ring 88, 91, 120, 124, 125, 153, 177, 179, 181, 182, 195, 232 Buttress – augments 90 – Implantat 92 – plates 92

C C-Arm-Modell 137 Cefuroxim 169 Cement disease 19 Cephalosporin 35 Charnley-Prothese 107, 211 Chevronosteotomie 85 Chipping 224 Chrom-/Kobaltkugeln 90 Chrom-Kobalt-Nitrid 220 Chromnitrid 220 Chromnitridbeschichtung 220 Component removal 83 Compression molding 90 Constrained liner 112 Continuous passive motion (CPM) 247 C-reaktives Protein (CRP) 35 Crista iliaca 3, 56 Cross-linking 216 CRP, siehe C-reaktives Protein Custom-made-Implantat 88, 127

273 Stichwortverzeichnis

D D‘Aubigné-Score 170 Debridement 45, 46, 47 Defekt, s. auch Knochendefekt – azetabulärer 65, 71, 151, 161 – bisegmentaler 70 – constrained 88 – contained 69, 88 – kavitärer 67, 69, 70, 71, 88, 148, 156, 157, 161, 162 – längsovaler 152 – nichtsegmentaler 150 – nichtumschlossener 70 – non-contained 70 – osteolytischer 151 – periazetabuläres Knochenlager 65 – periprothetischer 65 – Pfannenlager 154 – Protrusionsdefekte 161 – segmentaler 67, 69, 70, 71, 150, 156, 162 – trisegmentaler 70 – umschlossener 69 – umschriebener 154 – uncontained 88 – unisegmentaler 70 Delayed-type-Hypersensitivität 33 Delta-Keramik 224 Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und Traumatologie 70 DGOT-Klassifikation 70 Diarthrose 2 Differentialdiagnosen 59 Digitalisierung, perkutane Pointer-basierte 144 Diode, lichtemittierende (LED) 137 Discus intervertebralis 6 Dislokation, anteriore 17 Domschraube 15, 125, 186, 189 Doppler-Sonographie 245 Double-bubble-Cup 177 DRB, siehe Referenzierungsbasis, dynamische DRG 266 – Entgeltanalysen 269 – System 267 Duokopfprothese 48 Durchleuchtung 244

Dysplasie 70 – Inlay 189 – Koxarthrose 106, 149, 165, 173

E Eigenübungsprogramm 252 Einlaufverschleiß 218, 223 Endoprothese, s. auch Osteosynthese – der unteren Extremitäten – – Behandlungsprogramm 246 – einzeitiger septischer Wechsel 38 – Low-grade-Infektion 32, 33 – Luxation 105 – Patientenschulung 251 – periprothetische Infektion – – Antibiotikatherapie 46 – – Einflussfaktoren 45 – – einzeitige Austauschoperation 46 – Reimplantation 45 – – Reinfektion 50 – – zementfreie 49 – Vier-Punkte-Gang 252 – Wechseleingriff 32, 240 – – zweizeitiger septischer Wechsel 38 – zementfreie Komponenten 148 – zementierte – – Standzeit 265 Enterokokken 42 Ergotherapie 246, 250 Erstimplantation 240 Etenercept 24 Ethylenoxid 203 Exartikulation 50

F Facies – auriculares 6, 7 – lunata 9 Fahrradergometertraining 249 Fango 250 Fascia-lata-Lappenplastik 112

A–F

274

Stichwortverzeichnis

Faux-Profil-Aufnahme 66 Femur – Graft 77 – Knochenverlust 74 Femurschaftkortikalis 252 Fibrinexsudation 34 Fibroblasten 24 Fingertest 114 Finite-Elemente-Modell 108, 109 Fixation, biologische 233 Flachkopfspongiosaschrauben 154 Flüssigkeitsschmierung 221 – hydrodynamische 213 – Schmiermodus 218 Foramen obturatum 3, 125, 186 – Projektion (Obturator-Aufnahme) 66 Fossa acetabuli 169 Fraktur, periprothetische 65 Fremdkörpergranulom 36 Fremdkörperriesenzellen, partikelspeichernde 34 Fresh-frozen-Graft 77 Fretting 88 Frühinfekt 41 Fußreflexzonenmassage 250

G Gangbild, Beurteilung 56 Gangschulung 247, 248 Gangsicherheitstraining 249 Ganz-Schale 120, 123, 124, 195 GAP – Abstützring 49 – Cup 126 Gas-Plasma-Sterilisation 203 Gelenkkontraktur 242 Gelenkpunktion 37 Gelenkschutztraining 247, 251 Girdlestone-Situation 45–47, 49 Global Sourcing 267 Glutealinsuffizienz 107, 111, 112 Granulombildung 223 Granulozyten – eosinophile 33

– segmentkernige 34 Grauwertschwelle (Threshold) 136 Grenzflächenschmiermodus 221 Großkopf-Metall-Metall-Paarungen 212, 221, 223 Großkopf-Spacer 49

H Hakenbruch 170 Hakendachschale 165 – korrekte Positionierung 166 – Positionierung 175 Harris-Hip-Score (HHS) 93, 101, 157, 161, 179 Hart-Hart-Artikulationspartner 223 Hart-Hart-Paarungen 216, 218, 221, 225 Hart-Weich-Paarungen 216, 218 Head Reamer 99 Heiße Rolle 250 Heparin, niedermolekulares 169, 174 HHS, siehe Harris-Hip-Score High endothelial venule 33 High hip center 118 Hintergrundpfannen 70 Hockergymnastik 248 Host bone 119, 121, 233 Hounsfield-Einheit 136 Hüftbein (Os coxae) 2 Hüftbeschwerden, Differentialdiagnosen 59 Hüftbeugekontraktur 133 Hüftdysplasie 102, 106 Hüftendoprothetik – computerassistierte – – bildfreie Navigation 134 – – Navigator 134 – – therapeutisches Objekt 134 – – Tracking 134 – – vituelles Objekt 134 – exakte Platzierung der Komponenten 133 Hüftgelenk – Arthrodese 45 – Arthrose 64 – Revisions-TEP 115

275 Stichwortverzeichnis

– – – – – – –

Simulator 212 Spacer 48 totalendoprothetischer Ersatz – Defektanalysen 65 – Defektklassifikation 65 Zugang – anterolateraler Watson-Jones-Zugang 83 – – medialer nach Ludloff 83 – – nach Bauer 83 – – nach Marcy und Fletcher 83 – – nach Moore 83 – – Smith-Petersen-Zugang 83 Hüftimplantat, siehe auch Endoprothese – Entfernung 46 – periprothetische Infektion – – Antibiotikatherapie 46 – – einzeitige Austauschoperation 46 – – mehrzeitige Austauschoperation 47 – Reimplantation 46 Hüftkopfnekrose, avaskuläre 106 Hüftnavigation 133 Hüftpfannenrevision 74, 83, 88 Hüftprothesenwechsel 240, 241, 242 – Frühkomplikationen 241 – Spätkomplikationen 241 Hüftsimulator 203, 212 Hybridisierungsverfahren 44 Hydroxylapatit 14 – Beschichtung 233 – bioaktives 235 Hylamer 216 Hyperlordose 133 Hypersensitivität 33 – Bildgebung 36 – delayed type 33 – Therapie 38

Impaction-bone-grafting-Technik 88, 119, 129 Impingement 105, 110, 111, 151, 217, 220, 222 Implantat – Allergie 32 – custom-made 88, 127 – Hart/Hart-Paarung 205 – Hart/Weich-Paarung 203 – hemisphärisches 152 – Keramik/Keramik-Paarung 205 – Migration 110 – Migrationen 158 – Position 109 – Versagen, s. auch Prothesenversagen 12 – – Allergie 32 – – Indikationsstellung 14 – – Low-grade-Infekt 32 – – Migration 17 – – Primärstabilität 17 Incisura acetabuli 123, 125, 165, 175, 177, 186 Individualprothese 136 Infektion – implantatassoziierte 174 – periprothetische 41 Infektsanierung 46 Inklinationswinkel 219 Inlay mit Randüberhöhung 207 Inlay-Liner-Haltemechanismus 15 Insert – asymmetrisches 112 – Schnapp-Insert 112, 113 Insuffizienzhinken 182 Interleukin-6-Rezeptorantagonist 38 Intraobserver-Reliabilität 66, 70 Inzisionsbiopsie 111

J I iliopektineale Linie 66 Iliosakralfuge 179 Iliosakralgelenke 2, 4 Impacting-Grafting-Trichter 237 Impaction Allografting 148

F–J

Jet-Lavage 47, 92 Judet-Score 241 Jumbo-cup-Pfanne, siehe Jumbo-Pfanne Jumbo-Pfanne 74, 119, 117, 122, 232 – Definition 148 – hemisphärische 148 Jumping distance 222

276

Stichwortverzeichnis

K Kalibrierung, extrinsische 137 Kaplan-Meier-Methode 102 Kapsulotomie 97 Kavitation, kraniale 123 K-Drähte 48 Keimidentifizierung 43 Keramik 202 – Bruch 224 – Fraktur 223, 224 – Inlay 206, 208, 224 – Keramik-Keramik-Paarungen 105, 216, 220, 221, 223 – Keramik-Polyethylen-Artikulation 37 – Keramik-Polyethylen-Paarung 204, 224 – monolithische Pfannen 225 – Versagen 220 Keramikkopffraktur 220 Kerbwirkung 188 Kernspintomographie 67 Kinematik, intraoperative 138 Klebsiellen 42 Knochenbank 74 Knochenblock 168 Knochenchips 78, 149, 151 – allogene 151 – Allograft 78 – impaktierte 75 – spongiöse 129 Knochendefekt – AAOS-Klassifikation 67, 101 – Augmentation 74, 118 – – metallische 129 – – ossäre 129 – azetabulärer 65, 66 – – Defektklassifikation 167 – – Defektrekonstruktion 118 – contained 88 – Defektanalyse 65 – DGOT-Klassifikation 70 – kavitärer 88, 148 – Klassifikation 65, 80 – Konsolidierung 233 – Morscher-Klassifikation 69, 70 – Paprosky-Klassifikation 68, 70

– Paprosky-Typ 152, 157, 182, 232 – Saleh-Gross-Klassifikation 69 – Typ 1 120 – Typ 2a 121 – Typ 2b 123 – Typ 2c 125 – Typ 3a 126 – Typ 3b 127 Knochenersatzmaterial 165, 198 Knochengraft 78 Knochenneubildung, periostale 42 Knochen-Pfannen-Interface 15 Knochenresorption 154 – RANKL-vermittelte 23 – TNFα-vermittelte 24 Knochentransplantat 150, 151, 161, 198 Knochentransplantation 74, 149 Knochenzement 130, 161 – Antibiotikabeimengung 46, 49 Kobalt-Chrom-Legierung 177, 203 Köhler-Linie 66, 69, 101 Komponenten – hemisphärische 149 – Lockerung, s. auch Prothesenlockerung 111 – Versagen 65 Kontaktspannung 214 Kontaktwinkel 214 Konusschaden 111 Kopfdurchmesser 222 Kopf-Trochanter-Relation 119 Kopfüberdachung (head coverage) 109 Kortison 14 Koxarthrose 37, 106 Kranialpfanne 195, 198, 232 Krankengymnastik 248 Kryotherapie 250

L Landmarken, anatomische 138 Lauenstein-Aufnahme 57, 244 Laufbandtraining 249 Lebenserwartung 260 Lequesne-Index 241

277 Stichwortverzeichnis

Leukozytenszintigraphie, Indium-111markierte 37 Ligament – pubica superius 4, 6 – sacroiliacum 7 – sacrospinale 4, 9 – sacrotuberale 9 Lockerung – aseptische 65, 150, 154, 159 – septische 159 Low friction 211, 212 Low-grade-Infektion 19, 32, 35 – Therapie 38 Lungenembolie 174 Luxation 105, 244 – Kopfdurchmesser 222 – Luxationsrate 151 – Prävention 115 – rezidivierende 111 – Sicherheit 113 – spontane 109 Lymphdrainage 250 Lymphozyten – Migrationstestungen 36 – perivaskuläre 33 Lysesaum 157, 161 Lysezeichen 43 Lysezone 42

M Makrophagen 21, 34 Manuelle Therapie 248 Massage 250 Matching 135, 136 Medizinische Trainingstherapie (MTT) 250 Medizinprodukteindustrie 266 Merle d’Aubigne-Score 93 Metall/Metall-Paarung 205 Metallabrieb 220, 223 Metallabstützschale 232 Metalllegierungen 220 Metall-Metall-Hüftprothese 211 Metall-Metall-Paarungen 37, 218, 220, 221, 223

Metallpartikel 19 Metall-PE-Paarungen 215, 225 Metallpfanne, zementfreie 206 Metallschale 154 Metall-Segmentring 207 Metformin 61 Methicillin 35 Methylmetacrylatzement 177 Micromotion 119 Migration 68, 69 – kraniale 66, 123 – kraniomediale 152 Mikroseparation 113 Mischschmierung 214, 218 Monoblock-Revisionsimplantat 119, 128 Morscher-Klassifikation 69 MRS – Integration 237 – Titan 126, 184 – – Primärstabilität 186 Müller-Ring 165, 232 Müller-Schale 119, 122, 195 Multijointtraining 250 Musculus – gluteus 85 – – maximus 83 – – medius 56 – iliopsoas 84 – tensor fasciae 83 – – latae 85 Muskulatur, pelvitrochantäre 108

N Nachbehandlung 240 Nachsintern 150 Nachsorge 252 Nachuntersuchung 65 Navigation 139 – bildfreie 138 Neokapsel 115, 151 Nervus – gluteus superior 56, 182 – ischiadicus 56, 84 Neutral-Null-Methode 56

K–N

278

Stichwortverzeichnis

NF-κB – Aktivierung 22 – Transduktionsweg 26

O Oberflächenrauhigkeit 213, 214 Oberflächenzerrüttung 213 Oblong-cup-Revisionspfanne 123 Obturator-Aufnahme 66 Operationsindikation 60 Operationsmaterialien 63 Operationsrisiko 61 Operationsziele 60 OPG, siehe Osteoprotegerin Orthese 111, 115 Os – coxae, s. auch Hüftbein 2, 3, 6 – – Verformung 9 – ilium 2, 126, 175, 177, 186, 188 – – Geometrie 234 – ischiadicum 235 – ischium 177, 179 – pubis 152 – sacrum 2, 4, 6, 7 Osseointegration 166, 178 Ossifikation – enchondrale 78 – heterotope 42, 171, 244, 246 – periartikuläre 246 – – Prophylaxe 246 Osteoblasten 22, 24 Osteointegration 88, 149, 151, 233 Osteoklasten 21 Osteoklastogenese 22, 26 Osteokonduktivität 152 Osteolyse 36, 65, 66, 69, 152, 157, 170 – abriebinduzierte 21, 165 – aseptische 220 – der Tränenfigur 66 – des Ischiums 66 – kraniale 179 – – mit Pfannendislokation 13 – partikelinduzierte 22 – periprothetische 19, 20, 158

– – biomechanische Ursachen 21 – – histologische Konsensus-Klassifikation 21 Osteomyelitis 42 Osteoporose 183, 235, 256 Osteoprotegerin (OPG) 23 Osteosynthese 107 Osteotomie 96, 107 – bigastrische 85 – erweiterte 86

P Paired-point-Matching 135 Paprosky – Defektsituationen 93 – Klassifikation 68 Paraplegie 171 Partikelkrankheit 19 Patientenalter 261 Patientenschulung 251 Peptostreptokokken 42 Pfanne – hemisphärische 148, 150, 151 – zementfreie 151 Pfannenabstützschale – individuelle 127 – mit kranialer Lasche 124, 125 Pfannendachschale 119 – mit kaudalem Haken (s. auch Ganz-Schale) 123 Pfannendesign, hufeisenförmiges 225 Pfannendislokation 13 Pfannengeometrie 109 Pfannenimplantat – exzentrisches 161 – ovales 161 – sphärisches 154 – zementiertes 161 Pfanneninklination 222 Pfannen-Knochen-Interface 113 Pfannenkomponente, unzementierte 148 Pfannenkonus 224 Pfannenlockerung, aseptische 12 – Design der Prothese 14 – operationstechnische Mängel 16

279 Stichwortverzeichnis

– patientenbezogene Faktoren 12 Pfannenmigration 157, 161 Pfannennavigation 139 Pfannenplatzierung – computerassistierte 140 – sichere Zonen 133 Pfannensystem, modulares 90 Phagozytose 22 – von Abriebpartikeln 21 Phlebographie 245 physikalische Therapie 246 Physiotherapie 115, 246, 248 Pilzinfektion 49 Plasmaspraybehandlung 233 Plattenosteosynthese 66, 168, 232 Platzhalter, artikulierender 48 Plausibilitätsprüfung 144 Plexus lumbalis 56 PMMA, siehe Polymethylmetacrylat Pointer 141 Poisson-Regressionsanalyse 259 Polyetheretherketon 225 Polyethylen 35, 90, 155, 211 – Abrieb 202, 203 – hochvernetztes 203, 204 – Inlay 154, 157, 224 – – mit geschlossenem Metalldeckel 208 – – offenes 206 – – zementiertes 130, 208 – Insert 152 – Keramik 224 – konventionelles 216 – Partikel 19 – Pfanne 160, 166, 191 – – gelockerte 75 – – hemisphärische 120 – – Typ Endler 159 – – zementierte 119 – quervernetztes 216, 217, 222 – Verschleiß 215 Polymer 202 Polymethylmetacrylat (PMMA) 38 – Allergie 38 – Kugelketten 47, 48 Polyurethanmodell 197 Press-fit 90, 221 – Monoblockpfanne 90

N–R

– Pfanne 14, 69, 90, 177, 192 – – zementfreie hemisphärische 128 – Verklemmung 122, 123 Primärpfanne, zementfreie hemisphärische 119, 120 Primärstabilität des Implantats 17, 21 Propionibacterium acnes 42, 44 Protasul 30-Ti 154 Protein, C-reaktives (CRP) 35 Prothesenlockerung – aseptische 95, 103 – Keimidentifizierung 43 – septische 41 Prothesenrevision 59 Prothesenversagen 12 Prothesenwechsel 59 – Anamnese 61 – Einflussfaktoren 60 – körperliche Untersuchung 61 – Materialien 63 – Operationsindikation 60 – Vorbefunde 62 – Ziele 60 – Zusatzdiagnostik 62 Protrusion 69, 70, 86 – Koxarthrose 78 Pseudarthrose 77, 112

Q Quervernetzung 216 Quietschphänomen 221

R Radiolucent lines 36, 93, 102 Randabplatzer 220, 224 Randbelastung 221 RANK, siehe receptor activator of nuclear factor-κB RANKL, siehe receptor activator of nuclear factor-κB ligand Rapid Prototyping 197, 136

280

Stichwortverzeichnis

receptor activator of nuclear factor-κB (RANK) – ligand (RANKL) 23 Referenzierungsbasis, dynamische (DRB) 137, 139, 141 Referenzierungsfehler 144 Registrierung – automatisierte 136 – Fehler 144 – kinematische 138 – landmarkenbasierte 138 – manuelle 135 – mentale 135 Rehabilitation 240 – postoperative 240 – Scores 240–242 – – Lequesne-Index 241 – – Score nach Judet und Judet 241 – – Staffelstein-Score 241, 242 – Ziele 241, 242 Reibmomente 222 Reibungskoeffizient 214 Rekonstruktionsring 75 Reliabilität, Defektklassifikation 70 Reluxation 112 Reposition 244 Resektionsarthroplastik 45, 46 – Girdlestone 45 Revisionsathroplastie 95 Revisionseingriff – Kosten-Erlös-Relation 258 – ökonomische Auswirkungen 259 Revisionshüftendoprothetik 83 – Luxationsproblematik 105 Revisionsimplantat 148 Revisionsoperation, azetabuläre 150 Revisionspfanne – längsovale 157, 158, 160, 161, 162 – MRS-Titan 184 – ovale 177 – zementfreie 150 Revisionsstützschale 186 Revisionssystem, zementfreies modulares 126 Rifampicin 47 Ringprothese 211 Röntgenaufnahmen 244

Röntgenbildverstärker 137 Röntgenkontrolle 244 Rotationszentrum 148 Rotlicht 250 R-THP-Prothese 216

S Safe zone 221 Sakralkyphose 4 Saleh-Gross-Klassifikation 69 Saumbildung 158 Schmerztherapie 246 Schmierfilm 214 – effektive Dicke 213 – Grenzflächenschmiermodus 221 Schmiermedium, Viskosität 214 Schmiermodus 218 Schmierspalt, Breite 214 Schnapp-Inlay 202, 206, 207 Schnapp-Insert 112, 113 Schnapppfanne 171, 189 Schraubenosteosynthese 178, 186 Schraubpfanne 14, 17 Schuherhöhung 115 Segmentierung 136 Senkkopf-Spongiosaschraube 235 Sequenztraining 250 Shim augments 90 Simulatoren am Hüftgelenk 212 SIPS, siehe Spina iliaca posterior superior Sitzbeinosteolyse, kaudale 161 Skleroselinie 157 Sockelpfanne 76 Sonographie 244 Spacer 47 Spanplastik 177, 181 Spätinfekt 41 Spätlockerung 222 Spätrehabilitation 240, 244 Spina iliaca – anterior 139, 141, 142 – posterior superior (SIPS) 56 Spiral-CT-Technik 67 Spongiosaauffüllprozess 188

281 Stichwortverzeichnis

Spongiosachips 92, 156, 157, 161, 162, 184, 191 – allogene 92, 161 Spongiosaplastik 79, 128, 129, 170, 175, 184 Spongiosascheiben 156, 162 Spongiosaschraube 155 – Senkkopfschraube 235 Sport 252 Staffelstein-Score 241, 242 Stahlimplantat 126 Standbein 2 Staphylococcus – aureus 35, 42 – epidermis 35, 42, 57 Staphylokokken – koagulasenegative 35, 42, 47 – multiresistente 47 – small colony variants 44 Steady-state-Verschleiß 218 Steckköpfe 224 Steinmann-Nägel 49 Sterilisation 203 Stielantetorsion 107, 112 Streptokokken 42 Stress-shielding-Phänomen 90, 128, 236 Stripe wear 221 Stützring 84, 161 Stützschalenkonstruktion 126, 129 Subluxation 110, 111, 244 Sulene-PE 154 Surgeon-defined anatomy 140 Symphysis pubica 4, 5 Synovektomie 186 Synovialis 43

T Tantal 89, 129 Teflon (PTEE) 211 Teleskopieren 113 TEP-Lockerung 57 – 18F-FDG-PET-Untersuchung 58 – 3-Phasen-Skelettszintigraphie 58 Terraintraining 247, 249 T-Helfer-Zellen 33

R–T

Theraband 250, 252 Therapie – manuelle 248 – physikalische 246 Thomas-Handgriff 57 Threshold (Grauwertschwelle) 136 Thromboembolieprophylaxe 245 Thrombose 245 – Prophylaxe 169, 174, 246 Thrombozytopenie, heparininduzierte 245 Tibiakopfgraft 77 Titan 89, 177 – Allergie 38 – zementierte Endoprothese 261 Titan-Aluminium-Niob 184 Titanfasermetallnetzbeschichtung 90 Titanniobnitridbeschichtung 206 Titannitridbeschichtung 206 Titanpartikel 23 Titanpulver, biokompatibles 236 Titanschale 154, 155, 156 Titanschraube 188, 189 TMT, siehe Trabecular-metal-Technologie TNF-α-Antagonist 38 Totalendoprothese 195 Trabecular Metal Technology (TMT) 89, 89, 152 – Pfannenrevisionssysteme 93 – Schale 90 Tracking 134 Tractus iliotibialis 112, 118 Trainingstherapie, medizinische (MTT) 250 Tränenfigur 66 Trendelenburg-Zeichen 56, 126 Trevira-Anbindungsschlauch 113 Tribologie 213 Tricalciumphosphat 14 Trochanter – Abriss 107 – major 84, 86, 119 – minor 84 – Osteotomie 84, 85, 112, 166, 174 – Pseudarthrose 107, 174 Trochanteric slide 85 Tubera ischiadica 6 Tubercula pubica 139, 141 Tuberkulum 142

282

Stichwortverzeichnis

U Übungsprogramm, präoperatives 240 UHMW-Polyethylen 110, 203 Umkehrplastik 50 Umstellungsosteotomie 106

V Validität, Defektklassifikation 71 Venenthrombose 245 Verifikation 144 Verschleiß 215, 216 – Bestimmung 222 – Eigenschaften 216 – funktionelle biologische Aktivität der Partikel 216 – Hart/Hart-Paarungen 218 – Hart/Weich-Paarungen 216 – Mechanismus 213, 216 – Metall/Metall-Paarung 220, 223 – Verschleißweg 216 Vier-Punkte-Gang 252 Vitamin E 203, 216 Vorbefunde 62

W Wagner-Kappe 217 Wagner-Konzept 216 Walking 249 Wear disease 108 Wechseloperation, einzeitige 47 Wedge 92 – Tantal 90

X XL-Pfanne 148

Y Y-Fuge 2

Z Zellaktivierung, partikelinduzierte 22 Zement 161 Zementiertechnik 17 Zement-Metall-Interface 232 Zirkonhüftköpfe 221 Zirkonium – oxidiertes 204 – Yttrium-stabilisiertes 204 Zirkoniumoxid 205 Zirkoniumoxidkeramik 204 Zivilisationskrankheiten 261 Zytokin, osteoresorptives 23