Operationen bei Hüftgelensarthrose: Das künstliche Hüftgelenk

Das Grundprinzip einer Prothese des Hüftgelenks besteht in einer künstlichen Hüftgelenkspfanne und einem Prothesenschaft mit künstlichem Hüftkopf. Dieses Konzept wurde bei den meisten bis heute entwickelten Prothesentypen beibehalten.

Modelle von Prothesen

Wird nur der Hüftkopf ersetzt (zum Beispiel bei sehr betagten Patienten mit einem Schenkelhalsbruch) spricht man von einer Teil- oder Kopfprothese. Beim kompletten Hüftgelenkersatz (Pfanne und Schaft) hat sich die Bezeichnung Hüftgelenkstotalendoprothese (TEP) durchgesetzt.

Als Standard in der Hüftendoprothetik wird bis heute eine Pfanne aus abriebarmem Polyäthylen verwendet. Die Kopf/Schaftprothese besteht in der Regel aus einer Edelstahllegierung. Zusätzlich wurden aus technischen Gründen (Haltbarkeit) zahlreiche andere Hüftgelenksimplantate entwickelt. Ein Beispiel ist die Prothese aus Keramik. Bei diesem Modell bestehen der neue Hüftkopf und die Hüftpfanne aus abriebarmer Keramik. Auch Metall/Metall-Paarungen von Kopf und Pfanne werden implantiert.

Für die unterschiedlichen Knochendicken und -strukturen der Patienten stehen inzwischen bei fast jedem Hersteller zahlreiche Modelle und Größen als Baukasten zur Verfügung.

Es wurden verschiedene Wege beschritten, durch die Prothesenform sowie zahlreiche Größenabstufungen den individuellen Gegebenheiten des Knochens gerecht zu werden. Bis hin zur sogenannten Individualprothese, die für jeden einzelnen Patienten individuell nach einer vor der Operation durchgeführten Computersimulation angefertigt wird.

Die Druckscheibenprothese
Diese Prothese belässt weitgehend die Länge des Schenkelhalses für die Implantat-Verankerung.

Die trabekulär orientierte Prothese
Sie ist in Anlehnung an die Knochenbälkchenstruktur des ursprünglichen Hüftgelenks konzipiert. Der Knochen wächst während der Heilung in die Metallstrukturen der Prothese ein.

Schalenprothese
Ein anderer Weg wurde beschritten, indem man nicht den Oberschenkelhals samt Hüftkopf vollständig entfernte, sondern den verschlissenen Oberschenkelkopf abrundete und mit einer Edelstahlkappe bedeckte, die ihr Widerlager in einer neuen Hüftgelenkspfanne fand. Diese Schalenprothesen konnten früher die Erwartungen nicht erfüllen. Heutzutage werden sie allerdings mit gutem Erfolg besonders bei jüngeren, sportlich aktiven Menschen eingesetzt.

Aufbau von Prothesen

Hüftgelenkstotalendoprothese (TEP)
Diese Prothese besteht aus zwei Teilen: einer Pfanne, die im Becken am Ort der ursprünglichen Hüftpfanne selbst eingesetzt wird, und einem Hüftkopf mit Prothesenstiel, welcher nach Entfernung des Hüftkopfs und eines Teils des Schenkelhalses in die Markhöhle des Oberschenkels eingeführt wird. Überstehende knöcherne Randleisten an der Hüftpfanne werden entfernt, um die Pfanne formschlüssig an das Lager im Becken einpassen zu können. Für verschiedene Knochengrößen und anatomische Variationen stehen diverse Pfannen- und Schaftmodelle zur Verfügung.

Zementierte Prothese
Bei den zementierten Prothesen werden die Hüftpfanne wie auch der Prothesenschaft mit Hilfe eines schnell aushärtenden Kunststoffs (Knochenzement) im Knochen verankert. Hierbei handelt es sich meist um Metacrylmethacrylat, das mit einem sogenannten knochengängigen Antibiotikum zur Vorbeugung einer bakteriellen Entzündung versetzt ist. Im Querschnitt des Oberschenkelschafts bietet sich nun folgendes Bild: Knochen – Zement – Prothese – Zement – Knochen.

Einbau von Prothesen

Einbau der zementierten Prothese
Auf diese Weise entstehen zwei Grenzschichten, einmal zwischen Knochen und Zement, zum anderen zwischen Zement und Prothese. Durch eine sehr genaue Technik beim Einzementieren der Prothesenanteile werden Hohlräume im Zement, die später zu einer Lockerung der Prothese beitragen könnten, möglichst vermieden. Der Zement wird durch entsprechende Instrumente in noch halbflüssigem Zustand in den Knochen eingeführt. Sofort danach erfolgt das Einsetzen des Implantats in der geplanten Position.

Durch unterschiedliche Gestaltung der Prothesenschäfte wie auch der Pfannenformen wird versucht, eine möglichst große Oberfläche in die Verankerung mit einzubeziehen. Das Grenzschichtproblem in der Verbindung zwischen Implantat, Zement und Prothese ist allerdings auch heute noch immer nicht zufriedenstellend gelöst.

Der lebende Knochen hat die Tendenz, sich vom toten Knochenzement beziehungsweise vom Implantat zu entfernen und sich an der Stelle, wo der Knochenzement an den Knochen selbst grenzt, zu verdünnen. Dennoch hat sich das Einzementieren in korrekter Technik bei vielen tausend Hüftgelenkstotalprothesen bewährt. Dieses Verfahren kann nicht als veraltet gelten und hat nach wie vor seine Bedeutung und Berechtigung. Durch einen satten Verbund zwischen Prothese, Zement und Knochen ist auch eine Art Individualprothese entstanden. Voraussetzung ist jedoch eine sehr genaue Zementiertechnik.
Hüftgelenksarthrose Endoprothese zementfrei Röntgenbild © Scuba limp/Creative CommonsHüftgelenkendoprothese, zementfrei implantiert.
Zementfreie Prothesen
Da sich zementierte Prothesen lockern können, ist man seit zirka 15 Jahren teilweise dazu übergegangen, die Prothese ohne zwischengeschalteten Knochenzement direkt in den Knochen zu implantieren. Dazu benötigt man eine besonders konstruierte Prothese, deren Schaft ähnlich wie ein Reibeisen gestaltet ist.

Im Folgenden soll ein typisches Modell der zementlosen Prothese beschrieben werden: Das obere Ende des Schaftimplantats besitzt eine spezielle Ausladung, durch die die Prothese fest am oberen Oberschenkelende verankert wird. Die Oberflächenstruktur dieser Prothesen kann je nach Modell aufgeraut oder durchbrochen sein. Auf diese Weise können die Knochenbälkchen bis nahe an die Prothese heranwachsen und damit für einen engen Verbund zwischen Prothese und Oberschenkelknochen sorgen.

Der Prothesenschaft ist meist mit einer feinkörnigen Titanlegierung versehen oder speziell beschichtet. Auch hier gibt es inzwischen zahlreiche verschiedene Prothesenmodelle und -materialien, die sich jedoch nur in kleineren Einzelheiten unterscheiden. Die Belastungskräfte werden nun direkt in den Knochen übertragen, der an die Prothese angrenzt.
Hüftpfannen
Die Pfannenverankerung kann auf herkömmliche Weise in der Zementtechnik erfolgen. Es gibt jedoch inzwischen auch die Möglichkeit der zementfreien Pfannenimplantation durch spezielle Schraubpfannen, die ebenfalls eine feinkörnige Beschichtung aufweisen. Diese Pfannen haben ein Außengewinde, welches mit hohem Kraftaufwand direkt in den Knochen der alten Hüftpfanne eingedreht wird. Ein Kunststoff-, Keramik- oder Stahleinsatz (Inlay) im Inneren der Pfanne nimmt den Kopf der Hüftprothese auf. Eventuell noch vorhandene Knochenlücken werden bei Bedarf durch Eigenknochen des Patienten aus dem entfernten Hüftkopf aufgefüllt.

Eine weitere technische Variante der zementfrei implantierten Pfanne besteht in der sogenannte "Press-fit"-Verankerung im Knochen. Die feinkörnig beschichtete Pfannenprothese wird direkt in die ausgefräste und entknorpelte Hüftpfanne eingesetzt und findet sofort guten Halt.

Die Kombination einer zementierten Pfanne mit zementlosem Schaft (oder umgekehrt) kann gelegentlich aus technischen Gründen erforderlich sein. Man spricht hier dann von sogenannten Hybridprothesen.

Pfannenaufbau
Bei anatomisch ungünstigen Hüftpfannen ist mitunter ein sogenannter Pfannenaufbau erforderlich, um die Pfanne der Prothese biomechanisch besser verankern zu können. Hier bedient man sich spezieller Stützringe oder -schalen, die mit Knochenschrauben am Becken fixiert werden. Zuvor wird noch eine Knochenverpflanzung notwendig, um dem Stützring eine bessere Auflage und eine günstigere Einbettung im Becken zu verschaffen. In diese Stützschale wird dann die eigentliche Prothesenpfanne einzementiert.

Dieses sind sehr wichtige aber auch recht aufwendige Maßnahmen, die auch manchmal bei der Erstimplantation einer Prothese erforderlich werden. Vorwiegend werden diese sogenannten Pfannenaufbauplastiken jedoch bei Prothesenwechsel-Operationen mit großen Knochendefekten durchgeführt.

In besonderen Fällen (zum Beispiel bei sehr betagten Patienten mit Schenkelhalsbrüchen) verzichtet man auf den Einbau der Hüftpfanne, um die OP-Zeit zu verkürzen. Es wird hierbei nur der Prothesenschaft mit Hals und Kopf implantiert (Kopfprothese). Der Prothesenkopf bewegt sich dann auf dem Knorpel der normalen Hüftpfanne. Die sogenannten Duo-Kopf-Prothesen beruhen auf einem ähnlichen Prinzip. Nach einigen Jahren kann bei dieser Technik jedoch ein vermehrter Knorpel- und Knochenabrieb am Pfannenboden auftreten.

Prothesenschäfte
Ähnlich wie bei den Pfannenprothesen gibt es zahlreiche Modelle bei den Schäften. Bei den zementierten Modellen liegt meist eine glatte, manchmal sogar polierte Oberfläche vor, um Hohlräume zwischen Implantat und Zement zu vermeiden. Manche Schaftprothesen weisen einen Kragen auf, der sich am Rest des entfernten Oberschenkelhalses abstützt. Die Oberfläche der zementfrei verwandten Modelle ist stets aufgeraut und gelegentlich mit speziellen gewebefreundlichen Titanbeschichtungen versehen. Ansonsten ist das Design meist auf die Architektur des Knochens abgestimmt. Die Vielfalt der Modelle ist immens.

Abwägung zementierte oder zementfreie Prothese?

Die zementfreien Hüftgelenksprothesen scheinen längere Zeit zu halten, sodass diese Modelle heute in zunehmender Zahl implantiert werden. Eine abschließende Beurteilung ist wegen der immer noch nicht ausreichend langen Beobachtungszeit dieser Methode jedoch noch nicht möglich.

Dennoch scheint es durch die zementfreie Prothese möglich zu sein, auch jüngeren Menschen mit schwerer Hüftgelenksarthrose nachhaltig zu helfen, wenn andere Verfahren (konservative Behandlung, Umstellungsoperationen) zu keiner wesentlichen Beschwerdelinderung geführt haben.

Lockerung
Bei der vorzeitigen Lockerung einer zementfrei implantierten Prothese sind die technischen Probleme bei der Wechseloperation meist nicht so groß wie bei zementierten Hüften. Dies ist ein nicht zu unterschätzender Vorteil.

Belastbarkeit
Ein Bein mit zementierter Prothese kann rasch voll belastet werden. Demgegenüber dürfen Patienten mit zementfreien neuen Hüftgelenken etwa zwei bis drei Monate die operierte Hüfte nur teilbelasten. Dieses stellt sicher einen Nachteil für sehr betagte Kranke dar - hier gibt man dann der zementierten Prothese den Vorzug.

Generell kann gesagt werden, dass die zementfreien und zementierten Prothesen nicht konkurrieren. Die zementfreie Version eignet sich mehr für jüngere Patienten. Eine starre Altersgrenze zu ziehen, scheint jedoch nicht sinnvoll zu sein. Während früher kaum ein Patient unter 65 Jahren eine Hüftprothese erhielt, ist man heute sehr viel flexibler geworden. Die Ansprüche der Menschen an ihre Lebensqualität haben sich auch nachhaltig geändert. Eine individuelle Abwägung ist immer wichtig.

Kosten für Prothesen

In der Regel werden die Hüftprothesenimplantationen von den Krankenkassen über sogenannte Fallpauschalen vergütet. Diese Erstattung beinhaltet auch stets die Implantatkosten. Der Patient muss hier keine Zuzahlung leisten.
Autoren und Quellen Aktualisiert: 23.01.2012
  • Autor/in: vitanet.de; medizinische Qualitätssicherung: Cornelia Sauter, Ärztin.
  • Quellen: awmf-online.de : Coxarthrose, Stand 2002
  • Ortho Hamburg: Coxarthrose Verschleiß des Hüftgelenkes
  • Klinik am Homberg: Coxarthrose
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