Welche retropatellaren Veränderungen entstehen durch die Implantation einer Oberflächenkniegelenkprothese? Eine Computersimulation

Zusammenfassung

Ziel der Studie ist die Erfassung von Änderungen des retropatellaren Druckes, der Kraft und den Kontaktflächen durch die Implantation einer Oberflächenkniegelenkprothese. Es wurden 6 Leichen vor und nach Implantation einer Kniegelenkprothese untersucht, die mit der modifizierten Thiel-Fixierung fixiert wurden. Bei dem Implantat handelt es sich um die Prothese Genesis I ohne Patellarückflächenersatz (Fa. Smith & Nephew, Schenefeld). Es wurden Druck- und Flächenmessungen mittels Fuji-Druckmessfolie (Fa. Tiedemann & Betz) vom Typ “super low pressure” vorgenommen.

Die Auswertung erfolgte mit der speziellen Software “Pressure Imaging and Analyzing System FPD-901 Series”. Zur Untersuchung wurde das Bein im Hüftgelenk exartikuliert. Über den suprapatellaren Zugang wurde das Kniegelenk eröffnet und die Folie zwischen der Facies patellaris des Femurs und der Facies articularis der Patella an definierter Stelle platziert. Es wurde der momentane Druck gemessen, indem Druck für 5 s ausgelöst und für weitere 5 s aufrechterhalten wurde.

Die Untersuchungen erfolgten in 45°, 60°, 90° und 120°. Dabei wurde eine Kraft von 280 N am M. quadriceps ausgeübt. Die Untersuchungen erfolgten an den Kniegelenken vor und nach Prothesenimplantation. Vor Implantation der Knieprothese betrug die Kontaktfläche 154,3 mm³, der mittlere Druck 1,14 MPa, die Kraft 182,13 N. Die Kontaktfläche betrug nach Prothesenimplantation 119,94 mm³, der durchschnittliche Druck 1,522 MPa, die Kraft 180, 98 N.

Durch die Prothesenimplantation kam es zu einer signifikanten Verkleinerung der Auflagefläche (p=0,015) und einer signifikanten Erhöhung des durchschnittlichen (p=0,0001) und maximalen (p=0,0003) Druckes. Die Kraft veränderte sich durch die Prothesenimplantation nicht signifikant (p=0,7642). Die Wahl der Implantate und des Zugangweges sollte im Hinblick auf eine Vergrößerung der Kontaktfläche erfolgen, da diese durch die Prothesenimplantation signifikant kleiner wird. Damit kann die auftretende Druckerhöhung auch besser verteilt werden und daraus resultierende Komplikationen reduziert werden.

Abstract

The aim of this study was to evaluate the retropatellar pressure, force, and contact area in cases of knee arthroplasty compared to knees without arthroplasty. We examined six leg specimens before and after knee arthroplasty. The modified Thiel fixation was used, and arthroplasty was the Genesis I without patellar implant (Fa. Smith & Nephew, Schenefeld). Contact measurements were performed with pressure-sensitive film (Fuji Prescale type “super low”) in 45°, 60°, 90°, and 120° knee flexion. The results were evaluated with special software, “Pressure Imaging and Analyzing System FPD-901 Series”. The leg was exarticulated in the hip joint and the knee joint was opened from a suprapatellar approach. The film was placed at a defined area between the facies patellaris of the femur and facies articularis of the patella. Instantaneous pressure was measured during a time of 5-s pressure increase and a further 5 s. A force of 280 N was applied to the quadriceps muscle. Before knee arthroplasty, the contact area measured 154.3 mm², the average pressure was 1.14 MPa, the force 182.13 N. After knee arthroplasty, the contact area was 119.94 mm², the average pressure 1.522 MPa, the force 180.98 N. Following knee arthroplasty the contact area decreased significantly (P=0.015), and the average (P=0.0001) and maximum pressure (P=0.0003) increased significantly. The force did not change significantly (P=0.7642). The choice of the knee arthroplasty implant and approach to the knee joint should be considered in order to achieve an increased retropatellar contact area thus preventing smaller contact areas than before knee arthroplasty. The increased contact area could also prevent increasing retropatellar pressures after knee arthroplasty and further complications.