Die Arthrodese des Kniegelenks

Oktober 2020 – Ausgabe 36

Keywords: Arthrodese des Kniegelenks, Gehfähigkeit, Konversion, Knieendoprothese

Die erfolglose Therapie einer Infektion von Knieendoprothesen kann die Indikation zu einer Arthrodese des Kniegelenks zur Folge haben. Dabei ist jedoch zu beachten, dass erhebliche Verluste des Knochens oder eine schlechte Knochenapposition den Erfolg einer Kniearthrodese vermindern können. Eine Arthrodese des Kniegelenks kann aber zu einer stabilen und schmerzfreien Extremität für die Patienten führen, wodurch sie in der Lage sind, zu gehen und im Alltag mobil zu sein. Festzuhalten ist, dass die Funktion des Kniegelenks nach einer Arthrodese besser ist als die Situation nach einer Oberschenkelamputation. Auch die Konversion einer soliden Kniefusion in eine Knieendoprothese zeigt eine hohe substanzielle Komplikationsrate.

Die Arthrodese des Kniegelenks wird seit etwa 1900 angewendet. Sie diente damals der Behandlung erheblicher Schmerzen und Instabilitäten, die entweder durch Osteoarthrose, posttraumati­sche Arthrose, Charcot­Arthropathie, Kniegelenksinfekt, Poliomyelitis oder Re­sektionen von Knochentumoren am Kniegelenk verursacht wurden.

Heutzutage sind das Spektrum und die Indikation für die Kniearthrodese deutlich eingeschränkter. Das hat verschiedene Gründe: Erkrankungen wie Poliomyelitis sind durch entsprechenden Impfschutz eliminiert und die antimikrobielle Thera­pie hat End­stage ­Formen mit destruie­rendem Gelenkbefall von Krankheiten wie Tuberkulose oder Syphilis zumindest in der westlichen Welt stark einge­schränkt. Zudem hat die erfolgreiche Weiterentwicklung der Knieendoprothetik in den letzten vier Jahrzehnten das pri­märe Konzept der Kniearthrodese (ins­ besondere bei schwersten arthrotischen Veränderungen) vollständig abgelöst.

Wann eine Arthrodese sinnvoll ist

Zu den häufigsten Indikationen einer Kniearthrodese zählen heute Schmerzen und Instabilität an einem nicht rekonstru­ierbaren Kniegelenk. Außerdem wird sie in den meisten Fällen nach Infektion einer implantierten Knieendoprothese eingesetzt (Abb. 1–4).

Eine Arthrodese sollte heute außerdem in Betracht gezogen werden bei:

  • Knien mit substanziellem metaphy­sären Knochenverlust
  • gravierenden Ligamentinstabilitäten
  • multiplen gescheiterten Revisionen
  • einem instabilen Weichteilmantel, häufig mit Verlust des Extensorme­chanismus und
  • einer Infektion mit stark virulenten Keimen.

Endoprothetik meist erfolgreich 

Zunächst war die Knieendoprothetik in den 1970ern und 1980ern von erhebli­chen Komplikationen und frühzeitigem Implantatversagen sowie einer großen Anzahl von Revisionen gekennzeichnet. Das hat sich im Laufe der Jahre geändert: In der internationalen Literatur spricht man bei der Knieendoprothetik heute von einer Erfolgsrate bei Standzeiten von 10–15 Jahren von 86 % und bei jungen Patienten (<50 Jahre) sogar von 96 %.

Zudem ist durch sogenannte „Custom­ made“­Prothesen (Prothesen nach Maß), Weiterentwicklungen der Implantate und Spezialprothesen die Anzahl erfolg­loser Revisionen nach Knieendoprothetik in den letzten zwei Jahrzehnten deutlich zurückgegangen. Kniegelenke, die von juxtaartikulären Tumoren betroffen sind, werden inzwischen häufig mit lang­streckigen Tumorprothesen versorgt, so­ dass das Gelenk und seine Mobilität nach der Resektion wiederhergestellt werden können.

Entschluss zur Arthrodese

Der Entschluss zu einer Kniearthrodese muss in jedem Fall individuell gestellt werden. Berücksichtigt werden müssen u. a. der Verlauf der Revision(en), ggf. die Virulenz von vorhandenen Keimen, das Alter des Patienten und Komorbiditä­ten. Betrachtet man die Funktion bei ei­ner Arthrodese, ist diese deutlich besser als nach einer Oberschenkelamputation.

In der Literatur bewertet man die Funktion einer Arthrodese nach dem Knee Society Score (KSS) mit ungefähr 70 (von 100) Punkten, verglichen mit <50 Punkten bei einer Amputation oder einer schlechten, nicht erfolgreichen Revision einer Knie­prothese. Ob eine Amputation im Ober­schenkel – etwa aufgrund einer schweren Infektsituation oder eines komplizierten Verlaufs, gefolgt von einer guten Oberschenkelprothese, insgesamt wieder zu einer erhöhten Mobilität führt, lässt sich in der Literatur nicht eindeutig nachweisen.

In Studien von Pring et al. wurde zum Bei­spiel gezeigt, dass von 23 Patienten, bei denen eine „Above Knee Amputation“ (Oberschenkelamputation) durchgeführt wurde, nur sieben (30 %) in der Lage wa­ren, zu gehen. Weitgehend unbekannt ist auch die Tatsache, dass der Energiebe­darf beim Versuch zu gehen nach einer Oberschenkelamputation deutlich größer ist als nach einer Arthrodese. Hier zum Vergleich:

  • Patienten mit einer Kniearthrodese ha­ben einen durchschnittlichen Energie­ bedarf von 0,16 ml O2/min/kg
  • Patienten mit einer Oberschenkelam­putation benötigen hingegen 0,2 ml O2/min/kg.

Wann eine Arthrodese nicht infrage kommt

Kontraindikationen zur Kniearthrodese ergeben sich etwa durch Komorbiditäten, also durch Begleiterscheinungen wie kontralaterale Knie­ und Hüftarthrodese oder schwerste arthrotische Veränder­ungen im Bereich des ipsilateralen Hüft­- und Sprunggelenks. Das liegt am Kompensationsmechanismus für das Gangbild (bei erfolgreicher Kniearthro­dese): hierfür sind eine verstärkte Be­ckenkippung, eine erhöhte gleichseitige Hüftabduktion und eine erhöhte gleich­seitige Sprunggelenksdorsalflexion not­wendig.

Erhebliche lumbale Beschwerden führen gerade bei vermehrter Beckenkippung durch die Kniearthrodese zu Problemen. Insgesamt ist der Energiebedarf für eine Kniearthrodese etwa 25–30% höher als bei normalem Gehen. Eine kontralaterale Oberschenkelamputation würde nichts­destotrotz zu einer noch höheren Belas­tung führen. Die Mobilität des Patienten ist aufgrund des erheblichen Energie­bedarfs deutlich eingeschränkt, dennoch liegt dieser noch weitaus höher (fast 25 %) bei einer Oberschenkelamputation als bei einer Kniefusion.

Operationszeit und Blutverlust

In der Literatur werden Operationszeiten und Blutverluste bei Durchführung einer Kniearthrodese von ca. zwei Litern pro Eingriff mit einer Operationsdauer von bis zu vier Stunden angegeben.

Dieses kann ich aus eigener Erfahrung nicht bestätigen, da sich die heute ver­wendeten gekoppelten Kurzschaftprothe­sen (z. B. Arthrodesennagel­Implantcast®) sehr effizient und zügig implantieren lassen. Hohe Blutverluste treten nur dann auf, wenn sowohl die tibiale als auch die femorale Medulla eröffnet und debridiert werden muss, beispielsweise bei einem Infekt. Das Eingreifen in den Markraum führt entsprechend zu einer vermehrten Blutung, die aber sofort nach Implantation der Prothese gestoppt wird.

Problem Beinverkürzung

Das Hauptproblem für den Patienten ist die mit dem Eingriff einhergehende Verkürzung des Beines, die mit einem Arthrodesennagel ohne erhebliche Kno­chenverluste auf 2,0 bis 2,5 cm einge­stellt werden kann.

Früher wurde die Tibia mit dem Femur durch einen sogenannten „Fixateur exter­ne“ verbunden und unter Kompression gesetzt. Diese Methode setzte man auch bei großen Knochenverlusten ein, die teilweise zu einer Verkürzung von insge­samt 8–10 cm führte. Ein solches Ergeb­nis ist bei den gegenwärtig eingesetzten und verbesserten Implantaten nicht mehr denkbar. Doch in der Anfangszeit haben sich eben solche kompletten intramedul­lären Nägel und der Einsatz von externen Fixateuren als erfolgreich erwiesen.

Beispiele der Methoden

Der britische Chirurg J. Charnley (1911– 1982) war einer der ersten, der eine Arthrodese mit einem Fixateur externe durchgeführt hat. Während meiner Ausbil­dungszeit an der Medizinischen Hoch­ schule Hannover wurden in den 1980er­ Jahren Osteosynthesen – insbesondere bei schwersten posttraumatischen Veränderungen und noch nicht optimalen Implantaten für eine Knieprothese, bei posttraumatischen, eingesteiften Kniege­ lenken, die nur einen geringen Knochen­verlust hatten – durchgeführt. Bei knapper knöcherner Resektion konnten die kon­gruenten Gelenkflächen mittels mediale und lateraler langer Platten sowie der Fixierung der Patella sehr gut aufein­andergestellt, stabilisiert und versorgt werden (Abb. 5).

Zusätzlich und zur Überbrückung von gro­ßen Defekten wurden vaskulär gestielte Fibulatransplantate eingebaut und mit intramedullärem Nagel oder einem Fixa­teur externe stabilisiert, um auf diese Weise eine gravierende Verkürzung zu vermeiden (Abb. 6).

Komplikationen bei der Kniearthodese

Die Fusionsrate bei einer Arthrodese nach einer Knieprothese liegt zwischen 60–100 % mit einem Fixateur externe und dem Einsatz von intramedullären Nägeln. Allerdings sinkt diese Rate auf unter 60 %, falls ein florider Infekt in der Behandlung auftritt.

Die Komplikationsrate bei Arthrodesen des Kniegelenks ist sehr hoch; sie wird in der Literatur mit einer Spannweite von 20 % bis 84 % angegeben. Außerdem kommen erneute Infektionen und Pero­neusläsionen relativ häufig vor. Die da­durch nicht verheilte Kniearthrodese kann in eine schmerzlosen Pseudarthrose übergehen. Die beiden Wissenschaftler Rand und Brian aus der US­amerika­nischen Mayo­Klinik berichten von 25 nicht­konsolidierten Kniearthrodesen, wobei die Angaben „Schmerz“ und „In­stabilität“ zur häufigsten Indikation für eine Revision zählten. Meistens ging ein erheblicher Knochenverlust voraus.
Die Revisionsoperation mit einem exter­nen Fixateur zeigte beim ersten Revisi­onsversuch bei 5 von 14 Patienten eine erfolgreiche Durchbauung. Beim zweiten Versuch konnten ebenfalls vier von acht betroffenen Kniegelenken erfolgreich stabilisiert werden (Abb. 7 – 11).

Studienergebnisse

Die Funktion nach einer Kniearthrodese ist in der Literatur sehr inhomogen dar­ gestellt. Wesentlich sind die Ergebnisse zur Schmerzfreiheit und Stabilität, die bei einer gut verheilten Arthrodese erreicht werden können. Einige Beispiele:

  • 40 % der Patienten konnten ihre ge­wohnte Arbeit wieder aufnehmen, je­doch war keine körperlich anstrengende Tätigkeit mehr möglich,
  • einige Patienten gaben an, sportlichen Aktivitäten wie Golfen, Wasserski, Segeln und Racket Ball nachgehen zu können,
  • doch viele der Patienten hatten keine Ausdauergehfähigkeit mehr (die zu­ rückgelegte Strecke betrug max. 1 km).

Trotz dieser Ergebnisse bleibt festzuhal­ten, dass eine Oberschenkelamputation als Alternative in jedem Fall vermieden werden sollte. Alle Studien weisen darauf hin, dass nur ein geringer Anteil (ca. 20 %) in der Lage ist, sich mit der Oberschen­kelprothese wieder fortbewegen zu kön­nen. Entscheidend für ein solches unbefriedigendes Ergebnis ist die Tatsache, dass das Patientenklientel erhebliche Komorbiditäten aufweist und/oder multi­ morbide ist, sodass der notwendige hohe Energieaufwand zur Fortbewegung, welcher bei der Oberschenkelamputati­on eintritt, nicht mehr ohne Weiteres möglich ist.

Konversion einer Arthodese in eine Knieprothese

Verschiedene Studien berichten über die Konversion einer Arthrodese in eine Knieendoprothese. Allerdings ist diese mit erheblichen Komplikationen verbunden. Kreder et al. berichten in 18 Fällen über massive Probleme: zwei der Patienten hatten eine Infektion, bei drei Patienten mussten die Komponenten entfernt wer­den und zwei weitere Patienten hatten erneut eine Arthrodese erhalten. Zu den postoperativen Komplikationen zählen außerdem Komponentenlockerungen, Laxität und Bandinstabilitäten, Ruptur der Quadrizepssehne und der Patellasehne.

Erhebliche Probleme bereitet die Wund­heilung nach der Konversion, da es bei einem versteiften Kniegelenk zu einer Schrumpfung der Weichteile um bis zu 20 % kommt. Ein ankylotisches Gelenk ist nicht mehr in der Lage – eben aufgrund der Schrumpfung des gesamten Weich­teilmantels, anschließend normale Be­wegungen auszuführen. In der Literatur erfährt man darüber hinaus, dass die Pati­enten eine mittlere Flexion von 75° er­reichten. In fast allen Fällen bestand ein Extensionsdefizit (Extensormechanis­mus) von ca. 9°. Insgesamt stellt man bei der Auswertung der Ergebnisse in der Literatur eine Komplikationsrate von ca. 53 % fest. Auffällig ist, dass vor allem die Weichteilnekrosen in mehreren Fällen durch plastische Weichteildeckung beho­ben werden mussten.

An dieser Stelle ist noch auf die Studievon Kim et al. hinzuweisen: Sie berichtet davon, dass 10 % der Betroffenen, die sich auf eine solche Konversion eingelassen haben, anschließend suizidale Ge­danken äußerten.

Zusammenfassung

Die Kniearthrodese ist in der Regel bei infizierter Knieprothese indiziert. Die Erfolgsrate der Kniegelenksarthrodese ist unabhängig von der Indikation. Der Erfolg hängt vom Zustand der Knochensub­stanz, den physikalischen Anforderungen und vor allem auch von den Erwartungen des Patienten ab.

Die Arthrodese stellt technisch eine He­rausforderung dar und sollte, insbeson­dere in der Revisionsendoprothetik, aus­ schließlich von erfahrenen Kniechirurgen durchgeführt werden.

Die Konversion einer Kniegelenksarthro­dese in eine Knieprothese ist mit er­heblichen Komplikationen verbunden. Gemeinsam mit dem Patienten muss abgewogen und entschieden werden, ob man das Risiko eingehen möchte.

Zwar ist die Kniegelenksarthrodese heut­zutage eher eine Ausnahmeindikation, sie ist dennoch einer Oberschenkelam­putation – im Hinblick auf Mobilität und Lebensqualität – deutlich überlegen.

Von Hajo Thermann

Keywords: Arthrodese des Kniegelenks, Gehfähigkeit, Konversion, Knieendoprothese

Die erfolglose Therapie einer Infektion von Knieendoprothesen kann die Indikation zu einer Arthrodese des Kniegelenks zur Folge haben. Dabei ist jedoch zu beachten, dass erhebliche Verluste des Knochens oder eine schlechte Knochenapposition den Erfolg einer Kniearthrodese vermindern können. Eine Arthrodese des Kniegelenks kann aber zu einer stabilen und schmerzfreien Extremität für die Patienten führen, wodurch sie in der Lage sind, zu gehen und im Alltag mobil zu sein. Festzuhalten ist, dass die Funktion des Kniegelenks nach einer Arthrodese besser ist als die Situation nach einer Oberschenkelamputation. Auch die Konversion einer soliden Kniefusion in eine Knieendoprothese zeigt eine hohe substanzielle Komplikationsrate.