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Wie ist das Kniegelenk aufgebaut?
Das Kniegelenk ist das größte und am komplexesten aufgebaute Gelenk des Menschen. Es stellt die Verbindung zwischen Oberschenkelknochen (Femur) und Schienbein (Tibia) dar (siehe Abbildung 1).
Als so genanntes Drehscharniergelenk erlaubt das Kniegelenk Bewegungen in zwei Richtungen. Das Knie kann gestreckt und gebeugt und der Unterschenkel, wenn das Bein gebeugt ist, in beide Richtungen gegen den Oberschenkel gedreht werden. Der zweite Knochen des Unterschenkels, das Wadenbein (Fibula) ist nicht direkt am Kniegelenk beteiligt, sondern nur seitlich am Schienbein durch ein „straffes Gelenk“ (Amphiarthrose) mit sehr eingeschränkter Beweglichkeit angelagert.
Sowohl Oberschenkelknochen als auch Schienbein besitzen an ihren aufeinandertreffenden Enden walzenförmige Gelenkkörper, die nicht ineinanderpassen. Um die Auflagefläche der Knochen zu vergrößern, besitzt das Kniegelenk zwei so genannte Menisken aus Knorpel, die sich der Bewegung des Knies anpassen können. Stabilisiert wird das Kniegelenk durch mehrere Bänder und die umgebende Beinmuskulatur. Außerdem gehört zum Kniegelenk auch noch die Kniescheibe (Patella), die in der Sehne des vorderen Oberschenkelmuskels (Quadrizeps) sitzt. Sie wirkt nicht auf die eigentliche Mechanik des Gelenks ein, kann bei Bewegungen aber mit enormen Kräften auf das Gelenk gedrückt werden.
Das Kniegelenk muss zwei Funktionen erfüllen: Es muss beim Stehen eine große Stabilität aufweisen und gleichzeitig beim Gehen, Laufen und Beugen eine große Beweglichkeit erlauben.
Wie kann eine Arthrose des Kniegelenks operativ behandelt werden?
Bei einer Arthrose des Kniegelenks kommen verschiedene operative Verfahren zum Einsatz. Je nach Schweregrad der Erkrankung kann das Gelenk dabei erhalten bleiben (Osteotomie), versteift (Arthrodese) oder durch ein künstliches Gelenk ersetzt werden. Bei einer noch nicht sehr weit fortgeschrittenen Arthrose kann statt einer offenen Operation auch ein minimalinvasiver Eingriff durchgeführt werden.
Behandlung
Eine Osteotomie am Kniegelenk ist eine Operation, bei der Fehlstellungen, wie beispielsweise O- und X-Beine, korrigiert werden. Ziel dieses Eingriffes ist es, die mechanische Beanspruchung des Kniegelenks zu verbessern und damit das Fortschreiten der Arthrose zu verlangsamen und die Beschwerden wie Schmerzen zu verringern.
Bei einer Arthrodese wird das Kniegelenk versteift, um die Beschwerden bei einer Kniegelenksarthrose zu lindern. Während dieser Eingriff früher noch relativ häufig durchgeführt wurde, ist dieses Verfahren in den letzten Jahrzehnten durch den Fortschritt des Gelenkersatzes (Endoprothetik) weit in den Hintergrund gedrängt worden und wird kaum noch durchgeführt.
Bei einer Arthrose des Kniegelenks wird ein minimalinvasiver Eingriff relativ selten durchgeführt. Er kann in der Regel bei einer noch nicht zu weit fortgeschrittenen Arthrose zumindest vorübergehend die Beschwerden bessern. Bei diesem Eingriff werden durch kleine Einschnitte in der Haut dünne Instrumente in das Gelenk eingeführt (Arthroskopie), mit denen zerstörtes Knorpelgewebe entfernt und die Oberfläche des Knorpels geglättet werden kann. Gleichzeitig zur Arthroskopie wird das Gelenk gespült (Lavage) und von abgeriebenem Knorpelmaterial befreit, was vor allem bei Entzündungen eine Erleichterung bringen kann. Außerdem kann bei einem minimalinvasiven Eingriff die Führung der Kniescheibe verändert werden, um Beschwerden zu verringern.
Weitere Verfahren, die minimalinvasiv durchgeführt werden, sind Knochenanbohrungen (Pridie-Bohrung), Abrasionsarthroplastiken oder Mikrofrakturierungen. Diese sollen die Regeneration des Knorpelgewebes unterstützen, was zu einer kurz- bis mittelfristigen Linderung der Beschwerden führen kann. Außerdem existieren zwei Methoden, mit denen die Gelenkfläche durch eine Transplantation von körpereigenem Knorpelgewebe wiederhergestellt werden soll. Dafür werden aus einem gesunden Gelenkbereich Knorpel-Knochen-Stücke entnommen und bei einer Methode direkt in die geschädigten Knorpelflächen wie ein Mosaik wieder eingesetzt. Bei der zweiten Methode werden aus der Probe zunächst Knorpelzellen isoliert, im Labor vermehrt und anschließend wieder in die defekten Bereiche des Knorpels eingesetzt.
Gelenkersatz: Was ist ein künstliches Kniegelenk?
Bei einer schweren, weit fortgeschrittenen Arthrose ist der Austausch des zerstörten Gelenks durch ein künstliches Gelenk (Endoprothese) notwendig. Dieser Eingriff wird vor allem bei älteren Patienten durchgeführt und soll von Schmerzen befreien und die Funktion des Kniegelenks wieder verbessern.
Da die Haltbarkeit eines künstlichen Kniegelenks begrenzt ist, wird es bei jüngeren Patienten häufig nur eingesetzt, wenn diese unter sehr starken Schmerzen leiden und alternativ nur eine Versteifung des Kniegelenks in Frage kommen würde. Stattdessen wird zunächst versucht, die Beschwerden mit konservativen Behandlungsverfahren zu bessern.
Bei einem künstlichen Kniegelenk können verschiedene Arten von Prothesen verwendet werden, die je nach Fortschritt der Arthrose und Anteil des zerstörten Knorpels eingesetzt werden. Bei einer ungekoppelten, unikompartimentellen Prothese, auch Schlittenprothese genannt, wird nur eine Seite der Gelenkrolle des Oberschenkelknochens und die gegenüberliegende halbe Gelenkfläche des Schienbeinkopfes ersetzt (siehe Abbildung 2). Voraussetzung hierfür ist, dass die jeweils andere Gelenkfläche nicht geschädigt ist und alle Bänder des Kniegelenks intakt sind.
Sind beide Seiten der Gelenkfläche des Kniegelenks geschädigt, kann eine bikompartimentelle Prothese einsetzt werden. Diese ersetzt beide Teile der Gelenkrolle des Oberschenkelknochens und die gesamte Gelenkfläche des Schienbeinkopfes (siehe Abbildung 3). Voraussetzung ist auch hier, dass der Bandapparat des Gelenks in Ordnung ist und die nötige Stabilisierung ermöglicht. Sind die Bänder allerdings geschädigt, muss eine so genannte gekoppelte Kniegelenksprothese verwendet werden. Bei ihr sind beide Anteile des Gelenks über ein Scharnier miteinander verbunden, so dass die Gelenkbewegung geführt und stabilisiert werden kann (siehe Abbildung 4). Je nach Ausmaß der Zerstörung des Knorpels an der Rückseite der Kniescheibe (Patella) kann auch diese durch eine Prothese ersetzt werden.
Für die Oberflächen des Kniegelenks, die gut aufeinander gleiten müssen, gibt es verschiedene Materialkombinationen: Metall auf Metall, Keramik auf Keramik, Metall auf Kunststoff oder Keramik auf Kunststoff.
Für die Befestigung des künstlichen Kniegelenks gibt es verschiedene Möglichkeiten: eine zementierte Implantation, eine zementfreie Implantation oder die so genannte Hybridimplantation, bei der ein Teil der Prothese zementiert wird und der andere nicht. Die Befestigung mit Knochenzement, bei der eine spezielle Kunstharzverbindung verwendet wird, die innerhalb von Minuten komplett aushärtet und die Endoprothese fest im Knochen verankert, wird vor allem bei älteren Patienten mit einer verminderten Festigkeit der Knochen eingesetzt. Bei der zementfreien Methode wird die Endoprothese in den Knochen eingepresst beziehungsweise eingeschraubt. In der Zeit nach der Operation wächst der Knochen langsam in die Prothese ein und verankert sie auf diese Weise fest. Vorteil der zementierten Prothese ist die sofortige Belastbarkeit des künstlichen Gelenks; der Vorteil der zementfreien Prothese liegt darin, dass diese leichter ausgetauscht und ersetzt werden kann.
Risiken bei einem künstlichen Kniegelenk
Beim Einsetzen eines künstlichen Kniegelenks bestehen allgemeine Risiken, wie Hämatome, Wundheilungsstörungen, Infektionen, Beinvenenthrombosen, Verletzungen von Gefäßen oder Nerven oder ein hoher Blutverlust mit der Notwendigkeit von Blutersatz. Außerdem kann es nach der Operation zu einer Beinlängendifferenz, Einschränkungen der Bewegung und Funktion des Gelenks, einem Bruch der Endoprothese oder seltenen anderen Komplikationen kommen.
Ein künstliches Gelenk kann zwar zwanzig Jahre oder länger funktionsfähig bleiben, hält aber nicht unendlich lange. Daher sollte vor allem bei jüngeren Patienten genau überlegt werden, ob mit der Operation noch gewartet werden soll oder nicht – mit dem Risiko, dass das Gelenk irgendwann erneut ausgetauscht werden muss. Ein Wechsel der Endoprothese kann nicht unbegrenzt oft durchgeführt werden und ist immer mit einer höheren Komplikationsrate und geringeren Erfolgsaussichten verbunden.
Was ist nach einer Knie-OP zu beachten?
Nachdem ein künstliches Kniegelenk eingesetzt wurde, sollte dieses sehr schnell wieder mit individuellen krankengymnastischen Übungen mobilisiert werden, um die spätere Funktion zu verbessern.
Nach dem rund zweiwöchigen Krankenhausaufenthalt kann eine ambulante oder stationäre Rehabilitationsbehandlung durchgeführt werden, bei der ein physiotherapeutisches Trainingsprogramm durchgeführt wird, um die Muskeln wieder aufzubauen und den Umgang mit dem neuen Gelenk zu üben. Eine Reha kann nachweislich Schmerzen und den Zeitraum der postoperativen Medikamenteneinnahme vermindern und langfristig die Funktion des operierten Gelenks und die Lebensqualität verbessern.
Ein künstliches Kniegelenk sollte grundsätzlich nicht durch Sprünge, Stöße oder starke Drehbewegungen belastet werden. Durch diese Belastungen könnte sich die Endoprothese lockern. Daher sollten Sie auf Sportarten wie Ballspiele, Tennis, alpines Skilaufen, Reiten und Leichtathletik verzichten. Andere Sportarten, wie beispielsweise Schwimmen, Radfahren, Aquajogging und Wandern sind aber jederzeit erlaubt.
Übungen für das Kniegelenk: So kommen Sie schnell wieder auf die Beine
Mit verschiedenen krankengymnastischen Übungen können Sie nach dem Einsetzen eines künstlichen Kniegelenks die Beinmuskulatur wieder kräftigen und die Funktion und Lebensdauer des Kniegelenks verbessern.
Führen Sie diese Übungen nach Möglichkeit zweimal täglich durch. Atmen Sie bei allen Übungen auch in der Anspannungsphase gleichmäßig weiter. Achten Sie darauf, dass die Kniescheibe bei allen Übungen zur Decke beziehungsweise im Sitzen nach vorne zeigt. Im Kniegelenk darf keine Drehbewegung erfolgen. Alle Übungen können Sie mit zunehmender Kraft und bei Schmerzfreiheit durch eine Gewichtsmanschette am Bein intensivieren.
- Legen Sie sich mit gestreckten Beinen auf den Rücken. Spannen Sie die Gesäßmuskulatur an, drücken Sie die Kniekehle des operierten Beines auf den Boden und ziehen Sie die Zehen zu sich heran, sodass die Ferse abhebt. Halten Sie diese Spannung für zehn Sekunden an und lassen Sie dann wieder locker. Wenn Sie Ihr Bein nicht vollständig strecken können, legen Sie ein kleines Kissen oder eine Rolle unter ihr Knie. Wiederholen Sie diese Übung zehn Mal.
- Legen Sie sich mit leicht angewinkelten Beinen auf den Rücken und legen Sie ein kleines Kissen oder eine Rolle unter Ihr operiertes Knie. Ziehen Sie die Zehen des operierten Beines zu sich heran, strecken Sie Ihr Bein und drücken Sie dabei die Rolle nach unten. Halten Sie diese Spannung für zehn Sekunden. Wiederholen Sie diese Übung zehn Mal.
- Legen Sie sich mit gestreckten Beinen auf den Rücken und winkeln Sie Ihr gesundes Bein leicht an. Ziehen Sie die Zehen Ihres operierten Beines zu sich heran und heben Sie das gestreckte Bein etwa zwei Zentimeter an. Bewegen Sie das Bein dann nach außen und wieder nach innen. Achten Sie darauf, dass die Kniescheibe zur Decke zeigt. Wiederholen Sie diese Übung jeweils fünf Mal.
- Legen Sie sich auf den Bauch und heben Sie das operierte Bein im getreckten Zustand leicht an. Beugen Sie dann das Knie und strecken Sie es wieder. Das andere Bein bleibt dabei gestreckt. Wiederholen Sie diese Übung fünf Mal.
- Setzen Sie sich auf einen Stuhl. Strecken Sie das operierte Bein und ziehen Sie dabei die Zehen nach oben. Heben Sie den Oberschenkel etwas von der Sitzfläche an und ziehen Sie im Wechsel den Fußinnenrand beziehungsweise den Fußaußenrand nach oben. Wiederholen Sie diese Übung fünf Mal.
- Setzen Sie sich auf einen Stuhl und lassen Sie den Unterschenkel Ihres operierten Beins locker vor- und zurückpendeln. Der Fuß darf dabei nicht den Boden berühren.
- Legen Sie sich mit angewinkelten Beinen auf den Rücken. Heben Sie das operierte Bein an und fahren Sie in der Luft Fahrrad. Achten Sie darauf, das Bein nach Möglichkeit immer komplett zu strecken und zu beugen. Wiederholen Sie diese Übung vorwärts und rückwärts jeweils fünf Mal.
- Legen Sie sich mit ausgestreckten Beinen auf den Rücken. Spannen Sie die Oberschenkelmuskulatur an, indem Sie die Kniescheibe in Richtung Hüfte ziehen und die Zehen zu sich heranziehen. Wiederholen Sie diese Übung zwanzig Mal.
- Legen Sie sich mit ausgestreckten Beinen auf den Rücken. Beugen Sie Ihr operiertes Bein mit angezogenen Zehen langsam an und strecken Sie es danach wieder. Ziehen Sie dabei die Ferse über den Boden. Wiederholen Sie diese Übung zehn Mal.
Referenzen
Platzer, W: Taschenatlas Anatomie, Band 1: Bewegungsapparat. Thieme, Stuttgart 2013
Appell, H.-J., Stang-Voss, C.: Funktionelle Anatomie. Springer, Heidelberg 2008
Krukemeyer, M.G., Möllenhoff, G.: Endoprothetik. De Gruyter, Berlin 2013
Therapieempfehlungen der Arzneimittelkommission der deutschen Ärzteschaft: Degenerative Gelenkerkrankungen (Stand: 2008)
Gesundheitsberichterstattung des Bundes: Arthrose. Robert Koch-Institut, Heft 54, Juni 2013
Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie (DGU) in Zusammenarbeit mit der Österreichischen Gesellschaft für Unfallchirurgie (ÖGU): Endoprothese bei Gonarthrose. AWMF-Leitlinien-Register Nr. 012/008 (Stand: 06/2009)
Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie (DGOOC) und des Berufsverbands der Ärzte für Orthopädie (BVO): Gonarthrose. AWMF-Leitlinien-Register Nr. 033/004 (Stand: 01/2002)
Online-Informationen des Berufsverbands der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie: www.bvou.net (Abruf: April 2014)
Online-Informationen der Arbeitsgemeinschaft Endoprothetik e.V.: www.ae-germany.com (Abruf April 2014)
Stahl, C. at al: Aktives Kniegelenkstraining bei Gonarthrose. Troponwerke, Köln 1991
Deutsche Gesellschaft für Sportmedizin und Prävention: Sport bei Endoprothesenträgern. Sektion Rehabilitation und Behindertensport der DGSP, 1998.
Wichtiger Hinweis
Die hier aufgeführten medizinischen Informationen dürfen weder als Ersatz für Beratung oder Behandlung durch anerkannte Ärzte angesehen werden, noch dürfen aufgrund der Informationen eigenständig Diagnosen gestellt, Behandlungen begonnen oder abgesetzt werden. Eine Haftung für evtl. direkte oder indirekte Schäden materieller oder ideeller Art, die durch die Nutzung oder Nichtnutzung der dargebotenen Information verursacht wurden, ist ausgeschlossen.
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