Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit

 
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Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit
Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose
    des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt
      der Mobilität und Selbstständigkeit

      Rainer Bader, T. Tischer, W. Mittelmeier et al.

  Orthopädische Klinik und Poliklinik, Universität Rostock
Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit
Ausgangslage

• jeder zweite Deutsche über 60. Lebensjahr leidet an Gelenkbeschwerden
• ca. 5 Millionen Deutsche leider unter einer Arthrose
• Kosten der Muskel-Skelett-Erkrankungen für Unternehmen und
  Sozialsysteme

                                                    Orthopädie
                                                       13,2 Mrd.

                                     [Management & Krankenhaus, 02/2006]
Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit
Ausgangslage

• jeder zweite Deutsche über 60. Lebensjahr leidet an Gelenkbeschwerden
• ca. 5 Millionen Deutsche leider unter einer Arthrose
• Kosten der Muskel-Skelett-Erkrankungen für Unternehmen und
  Sozialsysteme
• Demographischer Wandel
.
Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit
Entwicklung der Bevölkerung / Demographischer Wandel
Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit
Ursachen von Arthrose

Definition: Gelenk- bzw. Knorpelverschleiß

U
Ursachen:
     h
• Primäre Arthrose: unbekannte Ursache des Knorpelverschleißes

• Sekundäre Arthrose: Gelenkdeformitäten, posttraumatisch,
                       metabolische, entzündliche und
                       neurologische Grunderkrankungen
Klassifikation:
Stadium 1: Aufrauung und Ausdünnung der Knorpelschicht.
                                 p
Stadium 2: Ulcerationen der Knorpelschicht.
Stadium 3: tiefe Knorpelläsionen, Pseudozysten aus
           nekrotischem Knorpel- und Knochengewebe
Stadium 4: Knorpelglatze, Bildung von Randzacken
           (Osteophyten)
Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit
Lokalisation von Arthrose

Symptomatik:

•   Schmerzen im Gelenk (Anlaufen und Belastung)
•   Schwellung
•   Überwärmung
•   Steifheitsgefühl
•   Bewegungseinschränkung
•   Formveränderung des Gelenks
Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit
Lokalisation von Arthrose

Symptomatik:

•   Schmerzen im Gelenk (Anlaufen und Belastung)
•   Schwellung
•   Überwärmung
•   Steifheitsgefühl
•   Bewegungseinschränkung
•   Formveränderung des Gelenks
Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit
Lokalisation von Arthrose

                            Verschleiß des
                            Hüftgelenk-
                            Knorpels
                                p

                            Verschleiß des
                            Kniegelenk-
                            Knorpels
Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit
Hüftgelenk-Arthrose (Coxarthrose)

        Welche Seite ist betroffen?
Operative Therapiemöglichkeiten bei Arthrose des Knie- und Hüftgelenks zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit
Therapie: künstlicher Hüftgelenkersatz (Hüftendoprothese)

 Natürliches Hüftgelenk mit
 verschlissenem
  erschlissenem Knorpel

 „Arthrose“

                              Einsatz eines künstlichen
                              Hüftgelenks:
                                                          Implantiertes künstliches Hüftgelenk
                              Pfanne und Stiel
Therapie: künstlicher Hüftgelenkersatz (Hüftendoprothese)

            Rö t
            Röntgenbild
                   bild d
                        der operierten
                                i t Hüft
                                       Hüfte
Kniegelenk-Arthrose (Gonarthrose)

     Welche Seite ist betroffen?
Gonarthrose -     Knorpelschaden

 Knorpelgewebe:
 • Keine nervale Versorgung

 • Keine Gefäßversorgung

 • Äußerst geringe Mitoserate
   von Chondrozyten

 • Mangel an chondrogenen
   Zellen im Defektbereich

Keine ausreichende
Geweberegeneration!
Stadieneinteilung Knorpelschaden
Therapie Knorpelschaden

                     Vogt et al. 2007
Derzeitige Therapieverfahren

Mikrofrakturierung
Knorpelqualität: hyalin – faserknorpelig

      Ne e Ansätze
      Neue Ansät e notwendig!
                   not endig!
Derzeitige Therapieverfahren

 … unterstützt durch resorbierbare Matrix

Matrix-gekoppelte Mikrofrakturierung
                                            Schema: Geistlich Pharma AG
Autologe matrixinduzierte Chondrogenese (AMIC)

Chondro Gide - resorbierbare
Chondro-Gide
Kollagenmembran (I/III) in Bilayeraufbau
((Fa. Geistlich)) p
                  porciner Herkunft

Alternative: synthetisch (Hyaluron, PLA, PGLA)
Derzeitige Therapieverfahren

Autologe Knorpel-Knochen-Transplantation (OATS)
Derzeitige Therapieverfahren

                                             Biopsie
Autologe Knorpelzell-Transplantation (ACT)

                                              Zellkultur

                                                       Re-Transplantation
                                                               p
Derzeitige Therapieverfahren

Matrixassoziierte Knorpelzell-Transplantation (MACI)
 Matrix                                          Defektbereich
                      +                          S b h d l Knochen
                                                 Subchondraler K h intakt
                                                                   i t kt

 Zellen

                                                   Transplantation

                                              „Hochwachsen der Zellen“

          Defektfüllung
Matrixassoziierte Knorpelzell-Transplantation (MACI)
ACT Chondrosphären

• Chondrosphären
• ca 200.000 Knorpelzellen
• arthrosk. Applikation möglich
Ausblick: Knorpel Tissue Engineering

• Zellfreie Materialien für In-situ-Regeneration (keine
  Entnahmemorbidität) mit Applikation von Wachstumsfaktoren
  auf Kollagen-Matrizes

• Applikation von mesenchymalen Stammzellen in Kombination
  mit Kollagen-Matrizes

• Künstlicher Knorpel, z.B. auf Hydrogel-Basis

• 3D
  3D-Materialien
     Materialien für osteochondrale Defekte

• Biomechanisch kompetentes Knorpelersatzgewebe
Irreparabler Knorpelschaden (Gonarthrose)

Therapie: künstlicher Kniegelenkersatz (Knieendoprothese)

 Natürliches Kniegelenk mit
 verschlissenem
  erschlissenem Knorpel

 „Gonarthrose“

                              Einsatz eines künstlichen
                              Kniegelenks
                                                          Implantiertes künstliches Kniegelenk
Therapie: künstlicher Kniegelenkersatz (Knieendoprothese)

                                                               Totalendoprothese
                                                               (bi
                                                               (bicondylär
                                                                     d lä = b
                                                                            beidseitig)
                                                                              id iti )
Schlittenendoprothese
(unicondylär = einseitig)

                            Rö t
                            Röntgenbild
                                   bild d
                                        des operierten
                                                i t K  Knies
                                                         i
Implantate für den endoprothetischen Gelenkersatz
Wie lange hält die Endoprothese?
Wie lange hält die Hüftendoprothese?

                          Survival by type
                          all implants 1992-2007
Gründe für EP-Revision/Wechsel:

• Aseptische Lockerung
• Infektion
• Frakturen
• Luxation
• Materialversagen
• Allergie
Gründe für EP-Revision:

A
Aseptische
     i h Implantatlockerung
           I l    l k                   (Hüft-EP 75% : Knie-EP 50%)

Ursachen: ((Sundtfeldt 2006,, Wirtz 1997,, Jacobs 1993))

• Relativbewegungen              Primär- und Sekundärstabilität 
     p
  Implantat / Knochen
• Abrieb („Partikelkrankheit“)
Gründe für EP-Revision:

A
Aseptische
    ti h IImplantatlockerung
             l t tl k               (Hüft-EP 75% : Knie-EP 50%)

• Abrieb   („Partikelkrankheit
           ( Partikelkrankheit“))
Seltene Komplikationen
Seltene Komplikationen
Seltene Komplikationen
Künstlicher Gelenkersatz

Trotzdem: Hüft- und Kniendoprothesen-Implantation:
eine der erfolgreichsten
              g          und häufigsten
                                  g     Operationen
                                         p          in der Medizin
Aktuelle Forschungsansätze

                     Knochenersatz
                                                               Antiinfektiöse Oberflächen

        Knorpelregeneration          Abriebbeständigkeit
                                                                          Orthetik

                                                   Implantatverankerung
                     Lockerungsdiagnostik
                                                                                 Knochenstimulation
Patientenaktivität

                                                                      Nachuntersuchungen
   Revisionsendoprothetik

                                                                                       Zelladhäsion
Abrieb: Gleitpartner, Partikel, Zellreaktionen

                             Abriebpartikel
                             gelangen ins
                             umliegende
                             Gewebe

Bewegung verursacht Abrieb                       Zellen reagieren auf Abriebpartikel

                                                             Knochen wird
                                                              abgebaut

                             Implantat
                              lockert
                                aus

 Wechseloperation wird
 erforderlich
                                              Knochendefekte entstehen
Tribologie

Untersuchung des
Abriebverhaltens von Hüft-
und Knieendoprothesen
• Simulation der Belastung über
 mehrere Jahre
• Bestimmung der Abriebmenge
Tribologie / Zellbiologie

Untersuchung des
Abriebverhaltens von Hüft- und
Knieendoprothesen
• Simulation der Belastung über
 mehrere Jahre
• Bestimmung der Abriebmenge
• Untersuchung der Zellreaktionen
  auf die Abriebpartikel
Kinematik von Endoprothesen

Optimierung des Bewegungsumfangs von künstlichen Gelenken

          Anschlagen des Endoprothesen-   …kann ein Ausrenken
          halses an die Gelenkpfanne…     des Gelenkkopfes
                                          verursachen.

                                                                Größere Gelenkköpfe
                                                                   erlauben mehr
                                                                Bewegungsumfang!
Kinematik von Endoprothesen

Optimierung des Bewegungsumfangs von künstlichen Gelenken
zum Erhalt der Mobilität und Selbstständigkeit im Alter
Kinematik von Endoprothesen

Optimierung des Bewegungsumfangs von künstlichen Gelenken
zum Erhalt der Mobilität
Dynamische Belastung von Endoprothesen

Randbedingungen:

- Beanspruchung des Implantats bei dynamischen Vorgängen
- Beanspruchung des Knochenlagers und umgebenden Weichgewebes
Fazit:    Therapie bei Cox- und Gonarthrose

• Knorpelschaden und Arthose: häufige Erkrankung
• Hohe Kosten der Muskel
                  Muskel-Skelett-Erkrankungen
                         Skelett Erkrankungen für
  Unternehmen und Sozialsysteme
• Prävention des Gelenkverschleißes:
  - konservativ:
    schonender Sport,
                p , physikalische
                      p y         und medikamentöse Therapie
                                                         p
  - operativ:
    Knorpel- und Gelenk-erhaltende Verfahren

• Ultima ratio: Endoprothese
Vielen Dank
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