Arztbrief: Künstliches Kniegelenk bei Arthrose
Unser Experte Ulrich Nöth ist Chefarzt der Orthopädie im Evangelischen Waldkrankenhaus Spandau. Die Klinik ist das von den niedergelassenen Orthopäden Berlins für die Implantation eines künstlichen Kniegelenkes am häufigsten empfohlene Krankenhaus (Ärzteumfrage 2015 von Tagesspiegel und Gesundheitsstadt Berlin).
ERLÄRUNG „Knie heilt nie“, heißt es im Volksmund. Aber stimmt das? Sicher ist: Das Knie gehört zu den am stärksten beanspruchten Gelenken. „Das Knie ist ein sehr komplexes Gelenk“, sagt Ulrich Nöth, Chefarzt der Orthopädie im Waldkrankenhaus Spandau und Leiter des größten Berliner Endoprothesenzentrums. Viel komplexer beispielsweise als das kugelförmige Hüftgelenk (siehe Seite 92), bei dem der Oberschenkelkopf vom Gegenpart, der Hüftpfanne, relativ fest umschlossen wird. Beim Knie ist das nicht so. Als Scharniergelenk verbindet das Knie gleich drei Knochen miteinander: Oberschenkel, Kniescheibe und Schienbein. Vier Muskelbänder stabilisieren dieses fragile Gebilde: Das vordere und hintere Kreuzband, die sich im Gelenkspalt kreuzen, sowie seitlich das Außen- und Innenband. Zwei sogenannte Meniskusscheiben und jeweils eine Knorpelschicht halten den Oberschenkelknochen an seinem Platz und dämpfen Stöße ab. Doch durch die tagtäglichen Belastungen wird die schützende Knorpelschicht mit zunehmendem Alter immer weiter abgerieben, brüchig und rissig - die Betroffenen leiden unter einer Kniegelenksarthrose, im Fachjargon Gonarthrose genannt. Auch Unfälle und sportliche Überlastungen können die körpereigenen Stoßdämpfer demolieren und jeden Schritt zur Qual werden lassen.
SYMPTOME Der Verschleiß im Kniegelenk macht sich meist deutlich bemerkbar: Schmerzen bei beginnenden Bewegungen, beim Treppensteigen oder beim Laufen in unebenem Terrain. Knirschende und knackende Geräusche beim Beugen und Strecken des Knies. Schmerzen hinter der Kniescheibe bei langem Sitzen. Wetterfühligkeit bei Regen und Kälte, steife Gelenke und ein unsicherer Gang. Mit zunehmender Erkrankung schränkt sich auch die Beweglichkeit immer mehr ein und die Kniegelenke schmerzen selbst bei ruhigem Sitzen.
URSACHEN Wie jede Arthrose beginnt die Gonarthrose unmerklich. Keimzelle des Verfalls ist oft nur ein kleiner Riss in der Knorpeloberfläche - ein noch lokal begrenzter Knorpelschaden. Von dort aus nimmt der Verschleiß seinen Lauf - der Knorpel reißt immer weiter ein, wird spröde, brüchig und mit der Zeit immer dünner.
Die wesentlichen Ursachen für den Verschleiß der Kniegelenke sind Überlastung durch harte Arbeit (zum Beispiel Fliesenleger), intensiver Sport oder Übergewicht. „Viele unserer Patienten haben sich einen Knorpelschaden durch traumatische Sportverletzungen beispielsweise beim Skifahren oder Reiten zugezogen“, sagt Chefarzt Nöth. Auch angeborene Fehlstellungen der Knie- oder Fußgelenke, X- oder O-Beine oder chronische Gelenkentzündungen wie bei Rheuma oder Gicht können das Gelenk frühzeitig an seine Grenzen bringen. „Arthrosen scheinen aber auch zu einem großen Teil vererbt zu werden“, sagt Nöth. Denn die Qualität des Knorpels sei von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich und so könnten körperliche Belastungen, die für einige ohne Problem zu bewältigen sind, für andere schon zum Knorpelschaden führen. Zu starke Belastung schadet dem Knorpel - zu wenig Belastung allerdings auch. Nur wenn das Gelenk ausreichend bewegt wird, kann der Knorpel mit wichtigen Nährstoffen aus der Gelenkflüssigkeit versorgt werden.
DIAGNOSE Wie bei fast jeder Erkrankung steht das Patientengespräch, die sogenannte Anamnese, am Beginn einer Diagnose. Der Arzt erkundigt sich nach möglichen Unfällen und Verletzungen, Sport, Lebensstil und Ernährungsgewohnheiten. Arthrosen bei Familienangehörigen können auf eine erbliche Veranlagung hinweisen. Mit einer abtastenden Untersuchung diagnostiziert der Arzt mögliche Fehlstellungen, Schwellungen oder Muskelschwächen.
Mithilfe einer Röntgenuntersuchung können Mediziner das Ausmaß der Knorpelabnutzung abschätzen. Das funktioniert allerdings nur indirekt. Denn Röntgenaufnahmen können nur sehr massereiche Strukturen abbilden - im Körper sind das natürlicherweise Knochen. Der hauptsächlich aus Wasser bestehende Knorpel ist also auf den Bildern selbst gar nicht zu sehen. Radiologen bedienen sich also eines Tricks: Je näher die Knochen des Kniegelenks zusammenliegen, desto dünner und damit abgenutzter ist der Knorpel - und desto fortgeschrittener die Arthrose. Kleine Knorpelschäden lassen sich so allerdings nicht diagnostizieren. Sinnvoll ist deshalb eine ergänzende Magnetresonanztomografie (MRT), die Muskeln, Bänder und Knorpel gut darstellen kann.
Einen direkten Einblick in das Gelenk erlangt der Arzt nur durch eine Gelenkspiegelung. Bei der sogenannten Arthroskopie wird über kleine Hautschnitte ein Endoskop eingeführt, an dessen Spitze eine Kamera und mitunter auch Werkzeuge sitzen. Allerdings birgt der Eingriff auch Risiken, denn mit dem Instrument können Keime in das Gelenk eingeschleust werden und Entzündungen verursachen. Ebenso ist es möglich, dass eine Gelenkspiegelung mehr Schaden anrichtet als Nutzen bringt. Und manchmal ist dieser Eingriff schlicht sinnlos, nämlich dann, wenn der Knorpel sowieso schon so weit geschädigt ist, dass eine Prothese eh nicht mehr zu verhindern ist.
THERAPIE Die Kniearthrose an sich ist nicht heilbar, weil die Knorpelschicht nicht wiederhergestellt werden kann, wenn sie erst einmal verloren ist. Mediziner versuchen deshalb zunächst das Voranschreiten der Arthrose zu verlangsamen, Schmerzen zu lindern und die Beweglichkeit des Gelenks zu verbessern. Gerade im frühen Stadium kann mit konservativen Methoden einem schnell voranschreitenden Verfall gegengesteuert werden - Diäten helfen, unnötige Pfunde abzuspecken, orthopädisches Schuhwerk korrigiert Gelenkfehlstellungen, Physiotherapie lindert Verspannungen und Schmerzen.
Ärzte verschreiben aber auch Medikamente. Die Wirkstoffe Acetylsalicylsäure, Ibuprofen, Diclofenac oder Ketoprofen verringern Schmerzen und hemmen Entzündungen. Diese Arzneien zählen zu den nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAR), da sie kein Kortison enthalten. Aber auch kortisonhaltige Präparate kommen zum Einsatz, um starke Entzündungen zu bekämpfen - meist werden solche Kortikoide direkt in das entzündete Gelenk gespritzt.
Kleinere lokal begrenzte Knorpelschäden können mit künstlich gezüchtetem Knorpelgewebe ausgebessert werden. „Dazu züchten wir körpereigene Knorpelzellen, die zuvor aus dem Kniegelenk entnommen wurden, zwei Wochen lang in Reinraumatmosphäre, also absoluter Sterilität, zu Knorpelgewebe heran“, sagt Nöth. Alternativ implantiert der Chirurg eine Matrix in den Knorpel. Dieses Netz füllt der Körper dann selbstständig mit Stammzellen aus dem darunter liegenden Knochen auf. Nach und nach wandeln sich diese Stammzellen zu Knorpelersatzzellen um. „Mit diesen Verfahren können wir dem Patienten noch einmal zehn bis fünfzehn Jahre Beschwerdefreiheit ermöglichen“, so Nöth, der selbst an neuen Stammzellverfahren forscht.
Mitunter versuchen Chirurgen, ausgefranste Knorpel während einer Gelenkspiegelung zu glätten. Ulrich Nöth ist allerdings skeptisch, was den Erfolg angeht: „Eine Knorpelglättung macht eigentlich keinen Sinn - was kaputt ist, bleibt kaputt.“ Die Glättung mache den Knorpel nur noch dünner.
Sinnvoll sei es hingegen, Fehlstellungen wie X- oder O-Beine, die zu einseitigen Belastungen des Knorpels führen, rechtzeitig operativ zu korrigieren, um weitere Schäden zu verhindern. Im Fachjargon wird eine solche Umstellungsoperation Osteomie genannt.
Im fortgeschrittenen Stadium tauschen Chirurgen das zerschlissene Kniegelenk durch eine Prothese aus. Das sei bei so einem komplexen Gelenk wie dem Knie kein leichtes Unterfangen, meint Nöth. „Um eine Knieprothese richtig einzusetzen, müssen die Beinachse und die Spannung der Muskelbänder sehr präzise eingestellt werden.“ Je genauer die Prothese sitzt, desto feinfühliger wird der Patient später das Bein bewegen können.
Die Standardprothese besteht aus drei Komponenten. Der obere, im Oberschenkelknochen verankerte Teil ist eine anatomisch geformte Gelenkfläche aus Edelstahl. Sie wird mit einem schnell aushärtenden Knochenzement befestigt, nachdem die verschlissenen Knorpel- und Knochenteile entfernt wurden. Die untere Komponente besteht ebenfalls aus Metall und wird mit einem Dorn im Knochenmark des Unterschenkels befestigt. Auf ihr liegt eine Auflage aus Kunststoff, ein Inlay, das die natürliche Knorpelschicht ersetzt.
In den vergangenen Jahrzehnten wurden viele Prothesenmodelle entwickelt - nicht alle haben sich bewährt. Einige erwiesen sich gar als Fehlkonstruktionen. Eine große Herausforderung für Prothesenkonstrukteure stellt die menschliche Anatomie dar - so variieren Kniegelenke besonders in der Größe. „Standardprothesen sind da nicht immer passgenau“, sagt Nöth. Besonders für sehr kleine Frauen oder sehr große Männer fände sich nicht immer ein optimal passendes Implantat. Ein Versuch war es daher, geschlechtsspezifische Prothesen zu entwickeln - kleine standardisierte Modelle für Frauen, große Versionen für Männer. Mit mäßigem Erfolg. „Auch die geschlechtsspezifischen Prothesenmodelle waren nicht besser als die Standardprothesen von der Stange“, sagt Nöth.
Statt weitere Standardmodelle zu entwickeln, können Prothesen heute jedoch geradezu maßgeschneidert werden. Nöth übermittelt dazu Computertomografie-Aufnahmen des Kniegelenks an einen US-amerikanischen Hersteller. Sechs bis acht Wochen später erhält dann die Spandauer Klinik Post - mit einer individuell angefertigten Prothese. „Diese Prothesen passen immer 100-prozentig genau“, sagt Nöth.
Maßgeschneiderte Prothesen könnten allerdings nur implantiert werden, schränkt der Chirurg ein, wenn keine große Achsfehlstellung des Gelenks vorliege oder dieses instabil sei. 80 Prozent aller Patienten könnten allerdings von dem Verfahren profitieren. Die deutlich höheren Kosten gegenüber einer Standardprothese tragen zurzeit noch die Krankenkassen.
Aber auch die Standardmodelle werden weiterentwickelt. Die neueste Version ist die kreuzbanderhaltende Prothese. Dieses Modell verspreche mehr Stabilität, da das vordere Kreuzband nicht entfernt werden muss. Dieses Band zu erhalten, birgt noch einen weiteren Vorteil: Denn hier befinden sich Rezeptoren, die dem Körper die Stellung des Knies im Raum melden. Bleibt dieses Band erhalten, so hoffen die Entwickler, verbessert sich auch die Koordination der Knieprothese. Studiendaten, die diese Hoffnung stützen, liegen bisher allerdings noch nicht vor. Und deshalb muss der Patient für die kreuzbanderhaltende Prothese, die im Evangelischen Waldkrankenhaus Spandau verbaut wird, bis zu 3000 Euro zuzahlen.
Bei jüngeren Patienten mit gut erhaltenen Kreuzbändern und einer Arthrose der Gelenkinnenseite können auch sogenannte Schlittenprothesen implantiert werden. „Diese Prothesen bieten meist eine bessere Beweglichkeit.“ Egal für welche Prothese sich Arzt und Patient entscheiden: Die ersten Schritte nach der Operation brauchen noch Unterstützung - in einer stationären oder ambulanten Rehabilitation helfen Physiotherapeuten den Patienten wieder auf die Beine, trainieren die durch jahrelange Schonhaltung geschwächten Muskeln und lindern Schwellungen und Verspannungen.
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