Hueft-TEP-Mueller-Charnley
Abb. 1: Röntgenbild einer mit Knochenzement befestigten Hüftendoprothese
Zweymueller-Roe
Abb. 2: erste zementfreie Hüft-TEP, Schaft und Pfanne waren erstmals aus Titan gefertigt
endo 2 03
Abb. 3: An die Oberfläche aus Titan ist Knochen herangewachsen
M-L-Taper-Knochen -Modell -
Abb. 4: Natürliche Kraftübertragung am Prothesenschaft (Pfeile)
Hueft-TEP-Modell-mit-M-L-T mit Schrift Kopie
Abb. 5: Bestandteile einer zementfreien Hüft-TEP aus Titan
Bild-5-Druckscheibe Kopie
Abb. 6: Druckscheibenprothese: keine Vorteile gegenüber Prothesenschäften
Bild-4-Kappe Kopie
Abb. 7: Kappenprothese: deutlich schlechter als Prothesenschäfte
Kurzschaftprothese
Abb. 8: Kurzschaftprothese, möglicherweise genau so haltbar wie längere Schäfte

Seit Mitte der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts also seit ca. 60 Jahren werden künstliche Hüftgelenke routinemäßig eingesetzt. Annähernd 30 Jahre lang wurden die Endoprothesen ausschließlich mit Knochenzement fixiert (Abb. 1), was aufgrund der festen Verankerung im Knochen sofortige Belastbarkeit versprach. Im Laufe von Jahren zeigten sich aber Verschleiß- oder Ermüdungserscheinungen des Zements, so dass sich die Prothesen häufig wieder lockerten.

Jahrelang wurde nach Möglichkeiten gesucht, Endoprothesen anders als mit Zement im Knochen zu befestigen bis es Anfang der 80er Jahre gelang, mit einem neuen Werkstoff, dem Metall Titan, Endoprothesen dauerhaft stabil auch ohne Knochenzement zu verankern. Abb. 2 zeigt die erste Titanprothese, entwickelt von dem Chirurgen Zweymüller. Diese Prothese wird auch heute noch, in geringer Abwandlung, mit Erfolg eingesetzt. Andere, kurze Zeit später eingeführte Prothesenschäfte wie der Bicontact-Schaft (Firma Aesculap) oder der Spotorno-Schaft (Firma Zimmer) gehören ebenfalls zu den Implantaten, die heute noch verwendet werden und in ihrer Haltbarkeit unübertroffen sind (s. unten: Haltbarkeit von Hüftendoprothesen).

Bei Titanimplantaten geschieht im Grenzbereich zwischen Prothese und Knochen folgendes: Titan hat die Fähigkeit, den Knochen zum Wachsen anzuregen, was dazu führt, dass sich neu bildender Knochen an die Endoprothese anlagert und diese dadurch fixiert (Abb. 3, s. auch Befestigung von Endoprothesen). Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass die Oberfläche der Endoprothese rauh ist, so dass der Knochen auch Halt finden kann. Diese Befestigung ist so stabil wie die mit Knochenzement, jedoch biologisch und dadurch dauerhaft, was sich anhand jahrzehntelanger Verlaufbeobachtungen erwiesen hat (s. Haltbarkeit der Hüftendoprothesen).

Die Art und Weise, wie der Knochen an den zementfreien Prothesenschaft heranwachsen sollte, versuchte man im Laufe der Zeit dadurch zu verändern, dass bestimmte Bereiche des der Prothese glatt poliert wurden, so dass Knochen nur in den aufgerauhten Abschnitten heranwachsen kann. Der tiefere Sinn dieses Vorgehens liegt darin, dass Knochen den Prothesenschaft dort fixieren soll, wo natürlicherweise die größten Kräfte übertragen werden und dies geschieht im oberen Bereich des Schafts (Abb. 4), wo der Knochen auch am dichtesten ist.

 

Während die Form der zementfrei eingesetzten Hüftpfannen anfangs kantig war oder genauer gesagt von der Seite betrachtet konisch aussah (s. Abb. 2), wurde mehr und mehr einer halbkugelähnlichen, "sphärischen" Form der Vorzug gegeben (Abb. 4 und 5), weil sich gezeigt hat, dass diese Pfannenform ein gleichmäßigeres Anwachsen von Knochen und damit eine noch bessere Befestigung gewährleistet. Desweiteren wurden die Titan-Pfannen früher eingeschraubt, während sie heute überwiegend eingeklemmt werden (sogen. Pressfit-Prinzip), was sofort genau so fest ist, das Einwachsen aber noch weiter verbessert.

 

Es gibt bei den Hüftendoprothesen eine Vielzahl an Formvarianten, deren Zahl heute weit über 500 liegt. Die Befestigung der verschiedenen "Modelle" erfolgt jedoch nach den skizzierten Prinzipien.

 

Abb. 5 zeigt nun die Einzelteile einer heute häufig verwendeten zementfreien Hüftendoprothese aus Titan. Der Prothesenschaft und die sphärische Pfanne steht bei allen heute verwendeten Modellen in bis zu 20 unterschiedlichen Größen zur Verfügung, so dass der Operateur das Implantat millimetergenau an den Knochen des Patienten anpassen kann.

 

Aufgrund der Vorstellung, dass sich Endoprothesen lockern und so eine erneute Operation notwendig machen können, wurden - abweichend von den oben dargestellten Grundformen, bei denen der Teil der Prothese, an welchem der Hüftkopf befestigt ist - andere Befestigungsformen des Hüftkopfs entwickelt. Eine der am häufigsten verwendeten Prothesen sind die "Druckscheibenprothese" (Abb. 6) und die "Kappenprothese" (Abb. 7). Bei beiden wird weniger der wertvollen Knochensubstanz entfernt als beim Einsetzen eines Schafts. Beide Prothesentypen haben allerdings die Erwartungen nicht erfüllt. Die Druckscheibenprothese wird nicht mehr hergestellt, weil doch häufiger Probleme mit der Verankerung auftraten.

Bei den Kappenprothesen kann es erhebliche Probleme bei der Verankerung der Kappe geben, die am Oberschenkelhals einzementiert wird. Darüberhinaus ist es häufig zu einem ausgeprägten Metallabrieb gekommen, was zu Gewebszerstörungen und sogar Metallvergiftungen führen kann (die Oberfläche der Kappe ist wie das "Inlay" aus Metall), so dass von den Herstellerfirmen aufgrund der genannten Probleme gewaltige "Rückrufaktionen" gestartet werden mußten. Die anfängliche Euphorie bezüglich dieser Prothesentypen ist also großer Nüchternheit gewichen. 

Man muß sich bei solchen Verläufen fragen, ob nicht die langfristig stabile Verankerung einer Hüftendoprothese viel wichtiger ist als der Ehrgeiz, bei der Operation möglichst viel Knochen zu erhalten. Die Idee, bei dem Eingriff möglichst  "knochensparend" vorzugehen, ist ja entstanden, weil man im Falle einer erneuten Op aufgrund einer Prothesenlockerung mehr des wertvollen Knochens zur Befestigung einer neuen Prothese vorfindet.                                                         Die Ergebnisse der Haltbarkeit von Titanschäften (ca. 95 Prozent 20 Jahre nach Op. s. Haltbarkeit von Hüftendoprothesen) sind allerdings so überragend, dass man sich auf den Wechsel eines solchen Implantats gar nicht einstellen muß.

Ähnliche Vorstellungen, die zur Entwicklung von Druckscheiben- und Kappenprothese führten, liegen auch einem weiteren, neuesten Prothesentyp, der sog. Kurzschaftprothese, zu Grunde. Dieser Typ (s. Abb. 8) weicht allerdings nicht so sehr von herkömmlichen Titan-Schäften ab mit Ausnahme der Tatsache, dass er eben kürzer ist und bei seinem Einbau der Oberschenkelhals teilweise erhalten bleibt. Es liegen noch keine Resultate über die Haltbarkeit nach einem Zeitraum von 10 Jahren vor, was für die verläßliche Beurteilung einer Prothese aber mindestens zu fordern ist.