Das Knie

Größtes Gelenk unseres Körpers
Auf kaum einem Gelenk lastet Tag für Tag eine solche Belastung wie auf unserem Knie. Dabei ist die komplizierte und dennoch „wartungsfreie“ Konstruktion der Traum eines jeden Ingenieurs – nur in der Natur gibt es bislang solche Lösungen, die ohne besondere Pflege ein Leben lang halten.

Aufbau und Funktion
Unser Kniegelenk ist kein einfaches Scharnier: Eine komplexe
Roll-/Gleitbewegung gewährleistet gleichzeitig ein Höchstmaß an Flexibilität, aber auch Stabilität. Die dazu notwendigen beweglichen Verbindungen verschiedenster Knochen werden durch das Zusammenspiel von Muskeln, Sehnen und Bändern unterstützt. Gelenkkopf, Gelenkpfanne und der Gelenkspalt sind von der Gelenkkapsel umgeben und bilden so das eigentliche Kniegelenk, die bewegliche Verbindung zwischen Ober- und Unterschenkel. In seiner Bewegung stabilisiert wird das Gelenk von allen Seiten durch Bänder, als Stoßdämpfer zwischen Ober- und Unterschenkel fungieren die Menisken. Im Gelenk selbst sorgt die in der Gelenkinnenhaut (Synovialis) ständig nachproduzierte Gelenkflüssigkeit zusammen mit dem Gelenkknorpel dafür, dass eine optimale Gleitfähigkeit stets erhalten bleibt.

Oberschenkel
Der Oberschenkelknochen mündet in zwei Walzen (Kondylen), welche den Gelenkkopf bilden. Beim Beugen und Strecken gleiten sie in der Gelenkpfanne, welche vom Schienbeinplateau gebildet wird. Damit diese Gleitbewegung möglichst reibungslos verläuft, sind die Kondylen gleichmäßig mit Knorpel überzogen. Bei einer Arthrose ist dieser Knorpel abgenutzt, im fortgeschrittenen Stadium reibt Knochen auf Knochen, was bei fast jeder Bewegung zu unerträglichen Schmerzen führt. Bis heute gibt es noch keine Möglichkeit, einmal verschlissenen Knorpel wieder nachwachsen zu lassen. Fehlt er weitflächig, so muss über einen Oberflächenersatz (Prothese) nachgedacht werden. Kleinere Knorpeldefekte können inzwischen jedoch durch verschiedene Maßnahmen (Mosaikplastik, Knorpeltransplantation) erfolgreich behandelt werden.

Schienbein
Das Schienbein (Tibia) besteht aus zwei Gelenkflächen, welche das Lager für die Gelenkrollen des Oberschenkels bilden. Dabei ist die Außenseite des Tibiaplateaus mit dem Wadenbein (Fibula) verbunden.

Kniescheibe
Die knöcherne Kniescheibe (Patella) sitzt vor den Gelenkrollen, um diese vor einer Gewalteinwirkung von vorn zu schützen. Wie die Gelenkflächen selbst ist sie an ihrer Rückseite von einer Knorpelschicht überzogen. Darüber hinaus erhöht sie die Stabilität des Kniegelenks und sorgt für den Kraftschluss der vorderen Oberschenkelmuskulatur mit dem Unterschenkel. Durch einseitige Belastung oder Überbeanspruchung bei bestimmten Sportarten kann es zu einer chronischen Reizung des Sehnenansatzes der Kniescheibe kommen, dem so genannten Patellaspitzensyndrom, welches in schweren Fällen operiert werden muss.

Bänder
Für die Stabilität unseres Kniegelenkes sind neben der Muskelführung insbesondere die Bänder verantwortlich. Sie bestehen aus elastischen Kollagenfasern und definieren die maximal mögliche Auslenkung und Torsion bei der Bewegung. Besonders die Seiten- und Kreuzbänder sorgen dafür, dass unser Knie sich nicht unphysiologisch verdrehen kann: So werden Schäden vom Gelenk fern gehalten. Dass unser Körper nicht nur aus Knochen und Muskeln besteht, merken wir selbst bei sportlicher Betätigung eher selten. Zwar kennen wir alle den „Muskelkater“ nach größeren körperlichen Anstrengungen, unsere Bänder aber spüren wir im Allgemeinen nicht. Wenn doch, dann steckt zumeist eine chronische Erkrankung durch Überbeanspruchung oder ein Bänderriss (zum Beispiel nach einem unglücklich umgeknickten Fuß) dahinter.
Das Auftreten eines Kreuzbandrisses am Knie galt dabei bis vor wenigen Jahren noch als das Aus für sportlich aktive Menschen. Mittlerweile wird beinahe überall das Kreuzband durch eine Konstruktion aus körpereigenem Sehnenmaterial ersetzt, welches heute meist der Semitendinosussehne und Gracilissehne entnommen wird. Das Entnehmen der Sehne beeinträchtigt die Stabilität des Kniegelenkes dabei in der Regel nicht.

Menisken
Zwischen Oberschenkel und Schienbeinplateau sorgen zwei halbmondförmige Scheiben aus Faserknorpel dafür, dass die Gelenkoberflächen bei Belastung ausreichend abgepuffert werden: die Menisken. Diese flexiblen Scheiben verteilen den bei jedem Schritt auftretenden Druck so, dass er in eine möglichst große Fläche eingeleitet wird. Sind die Menisken beschädigt oder fehlen sie ganz, so sind diese wichtigen Funktionen nicht mehr gewährleistet. Die Folge ist, dass die unphysiologische Bewegung zu einem Abrieb des Gelenkknorpels führt: eine Arthrose entsteht. Bei jeder Kniebewegung unter Belastung werden die Menisken regelrecht durchgewalkt. Diese hohe mechanische Beanspruchung führt auf Dauer zu Ausfransungen oder Riss-Bildungen der Menisken, zum Verschleiß also. Eine Drehung im gebeugten Knie mit gleichzeitiger hoher Krafteinwirkung kann in seltenen Fällen einen intakten Meniskus reißen lassen. Es gibt ganz verschiedene Riss-Formen. Ein verschlissener Meniskus franst häufig aus (im Bild F). Daneben kommen Radiär- (R) und Tangential-Risse (T) vor. Eine Sonderform ist der sogenannte Korbhenkel-Riss (K).

Ist ein Meniskus defekt, so wirken die gerissenen Anteile häufig wie Fremdkörper im Gelenk, führen also zu einer erheblichen Störung der Passform. Die operative Sanierung ist dann erforderlich. Meist ist sie über eine Kniegelenkspiegelung [arthroskopisch] möglich. Der Operateur wird, wie die rote Linie im Bild zeigt, möglichst viel vom intakten Meniskus stehen lassen: Je mehr man entfernt, um so wahrscheinlicher ist ein frühzeitiger Verschleiß.

Arthroskopische Bilder

1 a+b. Blick auf den Innenmeniskus
Der Meniskus [M] liegt als Form und Stabilität gebendes Element zwischen Oberschenkelrolle [C = Condylus] und Schienbeinkopf [T = Tibia]. Er besteht aus Knorpel und hat die Gestalt einer Sichel, deren konkave Schneide zum Gelenkinnenraum hinweist. Die Knorpel-Oberflächen sind hier - im Gegensatz zum verschlissenen [arthrotischen] Kniegelenk - völlig glatt.

2. Innenmeniskus-Riss
Meniskus [M] ist eingerissen, sodass sich ein Lappen [m] gebildet hat. Davor ist ein freies Knorpelstückchen zu sehen.
Mit entsprechenden Instrumenten ist es möglich, einen eingerissenen Meniskus arthroskopisch, also über die kleinen Hautschnitte, zu operieren.

3. Kreuzband
Das letzte Bild zeigt das vordere Kreuzband [Lca = Ligamentum cruciatum anterius]. Es zieht in den Tunnel, der von der inneren und äußeren Kufe des Oberschenkelknochens [Cm = Condylus medialis femoris, Cl = Condylus lateralis femoris] gebildet wird. Rechts sieht man einen Fettkörper [H = Hoffa'scher Fettkörper], von dem eine Schleimhautfalte [P = Plica synovialis infrapatellaris] ebenfalls in den Tunnel zieht. Solche Plicae sind in variabler Ausprägung und Zahl vorhanden und können gelegentlich Probleme machen.
Auch ein Kreuzbandriss kann mit arthroskopischer Hilfe operiert werden.

Arthrose

Was ist Arthrose?

• Frühstadium

Ausgangspunkt jeder Arthrose ist ein Schaden im Knorpelüberzug, der sogenannte "Knorpelschaden". Oft ist dieser Schaden zunächst nur auf eine kleine Fläche von vielleicht 2 Quadratzentimetern begrenzt. Außerdem ist er noch oberflächlich. Kurz darauf treten im Röntgenbild erste Verdichtungen des Knochens auf. Es handelt sich hierbei immer um Knochenbezirke, die direkt unter dem erkrankten Knorpel liegen. Diese zusätzlichen Veränderungen am Knochen sind ein entscheidendes Zeichen für das Frühstadium der Arthrose. Ohne diese Knochenveränderungen liegt nur ein "Knorpelschaden" vor, nicht aber eine "Arthrose". Arthrose bedeutet deshalb immer Knorpelschaden mit Knochenveränderungen.


• Spätstadium

Zwischen dem "Frühstadium" und dem "Spätstadium" können viele Jahre liegen. Viele Arthrosepatienten befinden sich deshalb in einem Zwischenstadium, das zwischen Früh- und Spätstadium liegt. Ihre Veränderungen sind also stärker als im Frühstadium, doch noch geringer als im Spätstadium. Im Spätstadium ist der Gelenkknorpel im erkrankten Bereich nicht nur erkrankt und geschädigt, sondern sogar vollständig abgerieben und verschwunden. Hierdurch reibt der jetzt freiliegende Knochen direkt auf dem Knochen der Gegenseite. Im Röntgenbild sieht man, daß sich die Knochen direkt berühren. Der so genannte Gelenkspalt ist deshalb verschwunden. Auch der Knochen hat sich gegenüber dem Frühstadium verändert:


• Er ist wesentlich dichter und härter und im Röntgenbild deutlicher erkennbar.



• An den Rändern der Gelenke sind große knöcherne Zacken entstanden. Diese knöchernen Ausziehungen ("Osteophyten") führen zu einer Verbreiterung des Gelenkes. Der Betroffene stellt fest, dass seine Gelenke größer und aufgetrieben sind. Diese Knochenzacken können sich bei bestimmten Bewegungen auch berühren und weitere Schmerzen auslösen.

Ursachen und Folgen der Arthrose
Die Ursachen der Arthrose führen wie geschildert immer zuerst zu einem Knorpelschaden. Hunderte, wenn nicht tausende verschiedene Faktoren können zu einem Knorpelschaden führen. Unfälle, Überlastungen, angeborene Fehlformen der Gelenke, Stoffwechselstörungen und vermutlich auch Ernährungsfehler sind die wichtigsten Ursachen.

Die Folgen der Arthrose sind vielen Betroffenen nur zu gut bekannt:
– Schmerzen
– Entzündungsschübe
– Verdickung und Verformung
– beginnende Einsteifungen.
Für jedes Gelenk und jedes Stadium sind das Ausmaß und die Ausprägung dieser Vorgänge aber sehr verschieden.

Verschleißerscheinungen der Gelenke mindern Tag für Tag die Lebensqualität selbst junger Menschen in hohem Maße. Durch die starken Schmerzen können sich Patienten, die unter fortschreitendem Verlust des Gelenkknorpels leiden, fast kaum noch bewegen. Nur wenige Therapien scheinen erfolgversprechend, wenn es darum geht, die weitere Zerstörung der Knorpelmasse aufzuhalten oder zumindest zu verlangsamen. Wichtig ist eine abwechslungsreiche Belastung aller Gelenke, die nicht auf einen einseitigen, wiederkehrenden Bewegungsablauf abzielt. Insbesondere bei den Kniegelenken gilt es, eine Krafteinwirkung zu vermeiden, die nicht der natürlich vorgegebenen Bewegung des Gelenks folgt. Torsionskräfte zum Beispiel, wie sie durch ein Verdrehen des Gelenks etwa bei ungeübten Skifahrern auftreten, sind dabei den Kniegelenken ganz besonders abträglich. Mit fortschreitender Erkrankung werden die Schmerzen immer schlimmer: Das kommt daher, dass die sich von der Knorpeloberfläche ablösenden Teilchen durch das Gelenk wandern. Zudem produziert die Gelenkinnenhaut mehr Gelenkflüssigkeit, als auch wieder abtransportiert werden kann. Die Schmierung des Gelenks funktioniert dann nicht mehr richtig, und es kommt zu einer Schmerzempfindung, die oftmals mit der eines beschädigten Meniskus verwechselt wird.

Wann ist ein künstliches Gelenk notwendig?
Ein künstlicher Gelenkersatz ist dann erforderlich, wenn die Zerstörung des Knies so groß ist, dass gelenkerhaltende Eingriffe wie z.B. eine Kniegelenksspiegelung oder eine Achsumstellung nicht mehr sinnvoll sind. Der Verschleiß übersteigt das altersgemäße Maß und führt zu Schmerzen und Bewegungseinschränkungen. Ursachen für die Abnutzung können Fehlbelastungen durch Verformung des Beines in X-oder O-Beinstellung, alte Verletzungen oder Entzündungen im Kniegelenk sein.

Knieprothetik
Noch bis vor wenigen Jahren war der Ersatz eines Kniegelenks eine heikle Angelegenheit, mittlerweile handelt es sich jedoch bei der Implantation einer Knieendoprothese wie bei der Implantation einer Hüftendoprothese um einen Standardeingriff. Hauptproblem bei der Implantation einer Knieprothese liegt darin, dass im Knie nicht nur Stabilität, sondern gleichzeitig maximale Beweglichkeit gefordert sind. Beides kann aber nur gewährleistet werden, wenn der Kraftfluss im Gelenk möglichst optimal ist. Um dies zu erreichen, muss das neue Kniegelenk millimetergenau implantiert werden – eine Aufgabe, die nur Spezialisten „von Hand“ meistern können.

Welche Arten des künstlichen Kniegelenkersatzes
gibt es?

Der einseitige Oberflächenersatz
Hierbei ist nur eine Seite des Kniegelenkes zerstört (entweder die innere oder die äußere Seite). Die Bänder, der andere Gelenkanteil und die Kniescheibe sind jedoch funktionsfähig. Es wird dann eine Prothese auf eine der Oberschenkelrollen aufgesetzt (=Schlittenprothese). Diese gleitet dann bei der Bewegung des Knies auf dem Kunststoffblock, der zusammen mit einem Metallunterteil auf der entsprechenden Seite des Schienbeinkopfes aufgesetzt wird. Die Stabilität wird durch die erhaltenen Bänder (Seitenbänder und Kreuzbänder) gewährleistet.

einseitige Oberflächenersatz Foto

Der komplette Oberflächenersatz
Sind mehrere Teile des Kniegelenkes durch die Arthrose zerstört, die Seitenbänder aber noch fest erhalten, kommt der komplette Oberflächenersatz zum Einsatz. Hierbei wird die komplette Gelenkfläche des Oberschenkelknochens durch eine Oberflächenprothese ersetzt.

kompletter Oberflächenersatz Foto

Vollständiger und achsgeführter Kniegelenkersatz
Hierbei ist das gesamte Kniegelenk einschließlich der Bänder zerstört oder es besteht eine Achsabweichung zwischen Ober- und Unterschenkelknochen von über 30 Grad. Somit ist die Stabilität nicht mehr gewährleistet und das künstliche Kniegelenk muss auch die Funktion der Bänder übernehmen. Dies wird erreicht, indem zwischen Ober- und Unterschenkelteil des künstlichen Kniegelenkes ein Scharnier geschaltet wird. Dieser Prothesentyp verlangt eine spezielle Still-Verankerung im Knochen von Ober- und Unterschenkel.

Vollständiger und achsgeführter Kniegelenkersatz Foto

Wie läuft die Operation ab?
In Voll- oder Teilnarkose wird bei einer Operationszeit zwischen 60 und 90 Minuten das künstliche Kniegelenk eingebaut. Die Hautdurchtrennung erfolgt an der Vorderseite des Kniegelenkes, danach wird die Kniescheibe mit ihrem Bandapparat zur Seite gehalten, so dass alle Teile des Kniegelenks gut sichtbar werden. Dieser Vorgang gilt für alle drei Kniegelenks-Typen.

Entscheidend für die Festlegung des erforderlichen Ersatzes ist die Zerstörung der verschiedenen Gelenkanteile. Der Knochen wird unter Zuhilfenahme verschiedener Schablonen mit der Säge so vorbereitet, dass die entsprechende Prothese gut aufsitzen kann. Zusätzlich werden Aussparungen für Verankerungszapfen in den Knochen gebohrt. Nachdem mit einer Probeprothese der exakte Sitz und gleichzeitig die ausreichende Beweglichkeit überprüft wurde, wird die Originalprothese im Knochen verankert oder wenn nötig mit Knochenzement fixiert.

Knochenschnitte am Ober- und Unterschenkel, die während der Operation durchgeführt werden müssen Foto

In anatomisch komplizierten Fällen nutzen wir ein computergesteuertes Navigationssystem, um die Knochenschnitte exakt auszurichten und den Sägevorgang weiter zu präzisieren. Durch die ausgeklügelte Technik weiß der Operateur immer, wo er sich gerade befindet und kann die Prothese gradgenau einsetzen. Dem Patienten kommt dies nicht nur rein funktionell zugute: Sitzt das Gelenk optimal, sind die Auslockerungsraten viel geringer, was die zu erwartende Lebensdauer der Prothese deutlich erhöht.

Knie Foto

Was geschieht nach der Operation?
Der Erfolg der Operation und die Haltbarkeit des neuen Kniegelenkes hängen sowohl von der Nachbehandlung wie vom Verhalten des Patienten ab. Im Krankenhaus lernen Sie mit Hilfe der Krankengymnastin das Gelenk wieder zu benutzen und zu bewegen. Die erlernten Übungen sollten später von Ihnen selbstständig durchgeführt werden.

Sport nach Knieendoprothese

Die TEP-Operation dient primär nicht sportlichen Zwecken, sondern der Erzielung von Schmerzfreiheit und verbesserter Bewegungs- und Gehfähigkeit, um dem Patienten zu einem, seinem Alter entsprechend aktiven Leben zu verhelfen (Beruf, Hobby, Sport). Es sollte stets berücksichtigt werden, dass es sich bei dem Implantat um ein vermindert beanspruchbares, künstliches Gelenk handelt, das unter Belastung eine physiologische Anpassungsreaktion vermissen lässt und zu einer vermehrten Beanspruchung der Verbindungsflächen zwischen lebendem Gewebe und künstlichem Material mit dem Ergebnis einer Implantatlockerung führen kann. Andererseits zeigen Untersuchungen positive Auswirkungen einer regelmäßig und moderat betriebenen sportlichen Betätigung auf die Lebensdauer einer Endoprothese, deren Ursachen in einer Verbesserung des knöchernen Prothesenlagers infolge einer Anregung der Knochenneubildung und einem besseren muskulären Schutz des Kunstgelenkes gesehen werden.

1. Allgemeine Voraussetzungen der Sportfähigkeit bei TEP-Patienten:

• keine Schmerzen


• stabile Herz-Kreislauf-Verhältnisse


• OP mindestens 3 Monate zurückliegend

2. Besonders geeignete Sportarten:

• Wandern


• Walking


• Schwimmen (Kraulbeinschlag/Aquajogging)


• Skilanglauf (Diagonalschritt)


• Radfahren (Damenrad ohne Querstange, alternativ Heimtrainer)


• Gymnastik (Dehnungs- und Kräftigungsübungen)


• Rudern

3. Bedingt geeignete Sportarten:

• Jogging


• Tischtennis


• Kegeln

4 . Wenig geeignete Sportarten:

• alpiner Skilauf


• Tennis


• Ballspiele


• Reiten


• Leichtathletik (Sprung-, Schnellkraftdisziplinen)

Grundsätzlich sind Sportarten mit erhöhtem Verletzungsrisiko, die gleichzeitig auch zu höheren Belastungen des Kunstgelenkes führen können, für TEP-Patienten wenig geeignet. Andererseits gibt es keinen statistisch gesicherten Beleg dafür, dass bei Sportarten, die diesen Kriterien entsprechen, häufiger Lockerungen auftreten.

Beispiel

Patient: W. H.
65 Jahre

Knie-Prothese 14.08.2002

Rennrad-Training 17.03-03.08.2003
1758 Kilometer!

Trekkingrad 638 Kilometer

Hometrainer div. Stunden

Radrennen HEW-Classics 8/2003
55 Kilometer in 1:40:14


Weitere Informationen:
www.orthinform.de
www.bvonet.de