Künstliches Sprunggelenk (Sprunggelenksprothese)


Bei einer Sprunggelenksprothese (OSG-TEP) handelt es sich um den endoprothetischen Ersatz eines verletzten oder verschlissenen oberen Sprunggelenks (OSG). Die Implantation einer Sprunggelenksprothese stellt inzwischen eine gute Alternative zur sogenannten Versteifungsoperation des oberen Sprunggelenks dar. In Deutschland werden mittlerweile jährlich rund 1.500 künstliche Sprunggelenke eingesetzt. Das therapeutische Ziel ist dabei die Wiedererlangung einer schmerzfreien Belastbarkeit des oberen Sprunggelenks.

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Wann kommt ein künstliches Sprunggelenk in Frage?

Ein künstliches Sprunggelenk wird dann in Erwägung gezogen, wenn konservative und gelenkerhaltende Therapiemaßnahmen keinen Heilungserfolg mehr versprechen. Eine solche starke Schädigung der Sprunggelenksflächen kann durch

  • Verschleißerscheinungen,
  • Verletzungen und
  • Erkrankungen

hervorgerufen werden. Wurde früher in solchen Fällen meist eine sogenannte Arthrodese (Versteifung des Sprunggelenks) vorgenommen, kommt heutzutage ein künstliches Sprunggelenk zum Einsatz.

Allerdings eignet sich nicht jeder Betroffene mit Verschleißerscheinungen, Verletzungen oder Erkrankungen am oberen Sprunggelenk gleichermaßen für eine Sprunggelenksprothese. Eine stark verminderte Knochenqualität der am Sprunggelenk beteiligten Knochen, insbesondere des Sprungbeins (Talus), sowie eine extreme Osteoporose im Sprunggelenkbereich sprechen beispielsweise gegen die Implantation eines künstlichen Sprunggelenks. Weitere mögliche Kontraindikationen eines künstlichen Sprunggelenks sind unter anderem eine fehlende hinreichende Stabilität der Bänder am Sprunggelenk sowie schwere Gefäßerkrankungen.

Welche künstliche Sprunggelenke gibt es?

Ein künstliches Sprunggelenk orientiert sich an der menschlichen Anatomie und den Bewegungsabläufen eines normalen oberen Sprunggelenks. Es ahmt dessen natürliche Form, Funktion und Bewegung nach. Mit dem Ziel, so wenig eigenes Knochenmaterial wie möglich zu zerstören, werden hierzu die Gelenkoberflächen des verschlissenen und zerstörten oberen Sprunggelenks, also die Oberflächen von Sprungbein (Talus) und Schienbein (Tibia), mit einem Oberflächenersatz überzogen. Für den Fall, dass solch ein künstliches Sprunggelenk versagt, besteht dabei stets die Möglichkeit, doch noch eine Versteifungsoperation (Arthrodrese) durchzuführen.

Mittlerweile stehen viele verschiedene Modelle von künstlichen Sprunggelenken zur Verfügung. Hierzu gehören unter anderem die

  • STAR®-Sprunggelenksprothese,
  • Hintegra®-Sprunggelenksprothese,
  • Salto®-Sprunggelenksprothese,
  • Mobility®-Sprunggelenksprothese und
  • BOX®-Sprunggelenksprothese.

Alle diese Sprunggelenksprothesen haben gemein, dass sie aus drei Komponenten bestehen:

  • eine gerundete Kappe für die Sprungbeinrolle
  • eine Platte für die Schienbeingelenkfläche
  • ein freibeweglicher Polyethylen-Gleitkern

Sollte eine Wechseloperation notwendig werden, muss daher nicht das gesamte künstliche Sprunggelenk entfernt und ersetzt werden, sondern nur die defekte Komponente.

Jede dieser Sprunggelenksprothesen ist in verschiedenen Größen und Formen erhältlich. Auf diese Weise kann die Anatomie jedes einzelnen Patienten individuell berücksichtigt und ein künstliches Sprunggelenk an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Was für ein künstliches Sprunggelenk (Modell und Größe) letztlich implantiert wird, entscheidet der behandelnde Chirurg anhand verschiedener Voruntersuchungen. Entscheidend sind unter anderem das Alter, die Knochenqualität, das Gewicht und der Gesundheitszustand des Betroffenen.

Welche Materialien werden für ein künstliches Sprunggelenk verwendet?

Ein künstliches Sprunggelenk zielt auf die Wiederherstellung einer störungs- und schmerzfreien Bewegung des Sprunggelenks und damit auf eine langfristige Steigerung der Lebensqualität und Mobilität des Patienten in Alltag, Beruf und Freizeit ab. Damit ein künstliches Sprunggelenk diese Anforderungen optimal erfüllen kann, müssen die verwendeten Materialien verschiedene Kriterien erfüllen. Da ein künstliches Sprunggelenk dauerhaft im Körper verbleiben soll, gehören hierzu insbesondere eine möglichst lange Haltbarkeit und eine gute Körperverträglichkeit des verwendeten Materials.

 

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Das körperfremde Material, das für die Komponenten einer Sprunggelenksprothese verwendet wird,

  • darf keine Abstoßungs- oder Unverträglichkeitsreaktionen auslösen,
  • darf nicht frühzeitig verschleißen,
  • muss korrosionsbeständig sein und
  • den im Körper auftretenden Belastungen widerstehen können.

Außerdem darf beim Aneinanderreiben der verschiedenen Komponenten einer Sprunggelenksprothese kein Abrieb entstehen. Für ein künstliches Sprunggelenk werden daher als Materialien in der Regel spezielle Metalle und Kunststoffe verwendet. So bestehen die künstlichen Gelenkflächen von Sprungbein und Schienbein meist aus körperverträglichen Metalllegierungen aus Chrom und Kobalt. Hingegen besteht der freibewegliche Gleitkern zwischen diesen beiden Gelenkflächen aus einem hochwertigem Spezialkunststoff namens Polyethylen.

Komponenten einer Sprunggelenksprothese: Wie ist ein künstliches Sprunggelenk aufgebaut?

Sprunggelenksprothesen kommen seit 1969 zum Einsatz und wurden seither stets weiterentwickelt und verbessert, um die Beweglichkeit in allen Richtungen und die Stabilität des künstlichen Sprunggelenks immer weiter zu optimieren. Die modernen Sprunggelenksprothesen, die seit Mitte der 80er Jahre implantiert werden, bestehen aus drei Komponenten, die der Anatomie des natürlichen Sprunggelenks nachgebildet sind:

  • einer gerundeten Metallkappe für die Sprungbeinrolle,
  • einer Metallplatte für die Schienbeingelenkfläche und
  • einem mobilen Polyethylen-Gleitkern.

Die beiden metallischen Gelenkflächen für das Schienbein und das Sprungbein werden dabei als Oberflächenersatz im Knochen implantiert, während sich dazwischen der freibewegliche Gleitkern aus hochwertigem Polyethylen befindet.

Metallkappe für die Sprungbeinrolle: Der untere Teil des Sprunggelenks, also die Sprungbein-Rolle bzw. Talus-Rolle, wird mit einer gerundeten Kappe aus einer Kobalt-Chrom-Legierung überzogen. Mithilfe kleiner Stifte und einer speziellen Beschichtung, die fest am Knochen anlagert und mit der Zeit mit ihm verwächst, wird diese Metallkappe am körpereigenen Knochen des Sprungbeins befestigt. Ihre Oberfläche ist so gestaltet, dass die einzelnen Komponenten des künstlichen Sprunggelenks bei der Bewegung des Gelenks optimal ineinandergreifen.

Metallplatte für die Schienbeingelenkfläche: Der obere Teil des künstlichen Sprunggelenks besteht aus einer geraden Platte aus einer Kobalt-Chrom-Legierung, die auf die Gelenkfläche des Schienbeins (Tibia) aufgesetzt und über einen in der Mitte angebrachten Dübel in den Knochen geschlagen wird. Diese Metallplatte für die Schienbeingelenkfläche ist, genau wie die Metallkappe für die Sprungbeinrolle auch, mit einem speziellen Material beschichtet, das mit der Zeit am körpereigenen Knochen anwächst. Damit das mobile Gleitlager nicht verrutscht und am Innenknöchel anschlägt, verfügt die Metallplatte zudem am Rand über eine Finne.

Freibeweglicher Polyethylen-Gleitkern: Bei der dritten Komponente handelt es sich um einen freibeweglichen, mobilen Polyethylen-Gleitkern, der die Funktion des natürlichen Gelenkknorpels übernimmt. Dementsprechend befindet er sich zwischen der Sprungbein- und der Schienbein-Komponente des künstlichen Sprunggelenks. Zum Sprungbein hin, also auf der Unterseite, ist er gebogen und greift in die Metallkappe und zum Schienbein hin, also auf der Oberseite, ist er flach und passt genau auf die Metallplatte. Dieser Gleitkern ermöglicht die reibungsfreie Bewegung zwischen Schienbein und Sprungbein und vermindert die Hebe- und Schwerkräfte zwischen den beiden metallischen Komponenten der Sprunggelenksprothese.

Wie wird ein künstliches Sprunggelenk im Knochen verankert?

Ein künstliches Sprunggelenk wird heutzutage ausschließlich knochensparend und zementfrei verankert. Moderne künstliche Sprunggelenke werden also als einwachsende Prothesen ohne die Verwendung von Knochenzement, implantiert. Durch diese sogenannte zementfreie Verankerung konnte die Haltbarkeit und Stabilität von Sprunggelenksprothesen deutlich verbessert und das Risiko einer späteren Lockerung deutlich vermindert werden.

 

Human Foot Pain

 

Zementfreie Verankerung eines künstlichen Sprunggelenks mit Presssitz

Wird ein künstliches Sprunggelenk zementfrei verankert, werden die beiden Prothesenkomponenten an Sprungbein (Talus) und Schienbein (Tibia) zunächst über einen Presssitz mechanisch in den Knochen geklemmt. Eine raue Oberfläche mit einer Spezialbeschichtung, beispielsweise mit Titan/Caliumphosphat, an den dem Knochen zugewandten Seiten der beiden Prothesenkomponenten ermöglicht anschließend in den Monaten nach der Implantation das allmähliche feste und stabile Verwachsen der einzelnen Prothesenkomponenten mit dem natürlichen Knochen des Sprunggelenks.

Vorraussetzung für die zementfreie Verankerung eines künstlichen Sprunggelenks

Die Voraussetzung für eine zementfreie Verankerung ist zum einen die passgenaue Vorbereitung des Prothesenlagers. Hierbei wird in der Regel knochensparend vorgegangen. Das heißt, es werden nur wenige Millimeter des natürlichen Knochens am Sprungbein (Talus) und am Schienbein (Tibia) geopfert. Zum anderen ist für die zementfreie Verankerung eines künstlichen Sprunggelenks eine gute Knochenqualität und Knochensubstanz, die das Einwachsen des körpereigenen Knochens in die Spezialbeschichtung der Prothesenkomponenten ermöglicht, notwendig.

Sprunggelenk-OP zur Implantation einer Sprunggelenksprothese

Die Implantation eines künstlichen Sprunggelenks findet grundsätzlich unter stationären Bedingungen, meist im Rahmen eines ein- bis zweiwöchigen Krankenhausaufenthaltes, statt. Die Operation kann sowohl in Vollnarkose als auch in Regionalanästhesie des betroffenen Beins bzw. der gesamten unteren Körperhälfte durchgeführt werden und dauert zwischen ein und zwei Stunden. Generell sind Komplikationen während oder nach der Implantation einer Sprunggelenksprothese eher selten. Dennoch birgt die Operation wie jeder andere operative Eingriff auch gewisse Risiken.

Prothesenwechsel der Sprunggelenksprothese

Bei einem Prothesenwechsel des künstlichen Sprunggelenks – auch Revisions- oder Wechseloperation genannt – werden entweder nur eine oder zwei der drei Prothesenkomponenten, oder aber die gesamte zuvor implantierte Sprunggelenksprothese operativ ausgetauscht.

Sprunggelenk-Reha nach der Implantation einer Sprunggelenksprothese

Die Nachbehandlung nach der Implantation einer Sprunggelenksprothese dauert etwa 6 bis 12 Wochen. Mit der Mobilisation und Rehabilitation des künstlichen Sprunggelenks wird im Krankenhaus bereits am ersten Tag nach der Operation begonnen. Dies geschieht mittels Physiotherapie und Gehübungen unter krankengymnastischer Anleitung.

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