Knochen- und Gelenkersatz für Hüfte und Knie

Verschlissene Gelenke oder gebrochene Knochen durch künstliche Gelenke oder Glieder zu ersetzen ist eine bestechende Idee. Dem stehen jedoch mehrere Probleme entgegen: Trotz intensiver Forschung auf diesem Gebiet ließ sich bisher kein Material finden, das dem Knochen in Festigkeit, Elastizität und Dauerhaftigkeit gleicht. Außerdem liegen die Knochen ja nicht völlig frei im Körper, sondern sind über komplizierte Strukturen mit dem umgebenden Gewebe verbunden: Muskeln, Bänder, Sehnen und nicht zuletzt die knorpeligen Gelenkanteile setzen am Skelett an. Verglichen mit dem eigenen Gelenk sind alle Gelenkprothesen deshalb bis heute weniger lang haltbar, sie verschleißen schneller und sind oft auch weniger gut beweglich.

Trotzdem wird seit etwa 1960 mit großem Erfolg das Hüftgelenk ersetzt, besonders bei Hüftgelenksarthrose oder Brüchen des Schenkelhalses. Hier ist es durch die Entwicklung spezieller Metalllegierungen gelungen, die Festigkeit und Elastizität des Knochens nachzuahmen. Die Beweglichkeit und Abriebfestigkeit eines gesunden Hüftgelenks erreicht ein künstliches jedoch nicht.

Auch die dauerhafte und feste Verankerung der Prothese im Schaft des Oberschenkelknochens ist trotz moderner Materialentwicklungen und Oberflächengestaltungen ein ungelöstes Problem. Hier ist die Entwicklung längst noch nicht abgeschlossen; moderne metallurgische und werkstofftechnische Forschungen lassen Fortschritte auf diesem Gebiet erwarten.

In den letzten Jahren hat auch der Ersatz des Kniegelenks große Fortschritte gemacht. Ähnlich wie bei der Hüfte ist auch hier die Indikation der fortgeschrittene Gelenkverschleiß (Arthrose). Aufgrund der nahezu ausschließlichen Belastung in der Achse (d. h. von oben) einer Knieprothese spielt hier die Verankerung im Schaft und eine dem Knochen ähnliche Elastizität des Prothesenmaterials nicht die Rolle wie bei der Hüftprothese. Entscheidend ist hier vielmehr die Form der Prothese, um die komplizierte Bewegung des Kniegelenks weitestgehend zu ermöglichen. Weitere Fortschritte bei der Herstellung komplizierter dreidimensionaler Werkstücke und abriebfester Materialien werden auch hier die Standzeiten der Implantate in Zukunft deutlich erhöhen.

13.02.2020 | Dr. med. Michael Bendall, Dr. med. Siegfrid Locher, Dr. Martin Schäfer, Dr. med. Werner Zirngibl, Dr. med. Arne Schäffler in: Gesundheit heute, herausgegeben von Dr. med. Arne Schäffler. Trias, Stuttgart, 3. Auflage (2014). Überarbeitung und Aktualisierung: Dr. med. Sonja Kempinski