Gelenkmechanik und das Design moderner Knieprothesen - Zeit zum Umdenken!

Zusammenfassung.

Ziel und Methode: In Form eines Übersichtsartikels sollen die in den letzten Jahren gewonnenen Erkenntnisse zur Mechanik des Kniegelenkes dargestellt werden. Diese neuen Erkenntnisse lassen es ratsam erscheinen, die Designmerkmale moderner Knieprothesensysteme kritisch zu hinterfragen. Ergebnisse: Nach diesen neueren Erkenntnissen findet bei der Beugung des Kniegelenkes keine wesentliche Roll-Gleit-Bewegung statt, sondern eine Rotationsbewegung der Tibia. Die Achse für diese Rotation liegt nicht zentral im Kniegelenk im Bereich der Eminentia interkondylaris, sondern sie verläuft bei intaktem vorderen Kreuzband durch den medialen Gelenkabschnitt. Bei fehlendem vorderen Kreuzband, z. B. nach Implantation einer Knietotalprothese, liegt die Drehachse hingegen im lateralen Kompartment. Weiterhin ist die Form des posterioren Femurkondylus nicht polyradiär spiralförmig, sondern rund. Schlussfolgerung: Es müssen Rotationsbewegungen zwischen Femur- und Tibiakomponente möglich sein. Man benötigt eine asymmetrische Oberfläche des Polyethylen-Inlays, da medial andere Bewegungen stattfinden als lateral. Man kann konstruktionstechnisch ein rundes posteriores Femurkondyl für eine hohe Kongruenz verwenden. Der Operateur sollte die neueren Erkenntnisse in die Entscheidung bei der Wahl seines Prothesensystems einfließen lassen. Eine nähere Analyse der modernen Prothesendesigns mit mobilem oder fixiertem Inlay zeigt, dass einige Systeme diese neuen Erkenntnisse zur Kinematik, zumindest teilweise, schon berücksichtigt haben.

Aim and method: This review article summarises new knowledge about knee kinematics and induces a new discussion about the design of total knee arthroplasty (TKA) components. Results: According to these new observations, knee flexion is not linked to femoral rollback but to a rotational movement between tibia and femur. The axis of this rotation is situated in the medial compartment of the knee when an intact anterior craciate ligament is present and not centrally through the tibial spines. In case of ACL insufficiency, such as that following TKA, the center of rotation shifts into the lateral compartment. Furthermore, the form of the posterior femoral condyle is not elliptical but round. Conclusion: Rotational movements between femoral component and tibial baseplate with the polyethylene-inlay have to be possible. One needs an asymmetric surface of the polyethylene-inlay, because different movements occur in the medial compartment than in the lateral compartment. The option to construct the posterior femoral condyle with a single radius allows a high congruency with the articulating inlay. The surgeon should let the new findings influence his choice of a TKA system. A closer analysis of modern prosthetic designs with either fixed or mobile bearings reveals that a few systems have already incorporated some of the new kinematic aspects of the knee.

Schlüsselwörter:

Knieendoprothetik - Prothesendesign - mobile bearing - Gelenkmechanik

Key words:

total knee arthroplasty - prosthetic design - mobile bearing - knee kinematic

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