Fortschritte in der unikondylären Endoprothetik durch robotische Assistenz

Warum unikondyläre Prothesen?

Häufig sind nur ein oder zwei Kompartimente von Arthrose betroffen, und selbst das vordere Kreuzband ist häufig noch intakt und funktionell. Die wissenschaftliche Datenlage unterstreicht, dass teilprothetische Lösungen sinnvoll sind, um die jeweilige patientenindividuelle Pathologie zu adressieren und dabei möglichst viel des nativen Gelenks inklusive der Kreuzbänder zu erhalten. Durch das geringere Operationstrauma zeigen sich niedrigere perioperative Komplikationsrisiken, eine raschere Rehabilitation und eine geringere Mortalität [1]. Eine natürlichere Gelenkkinematik und höhere Sportfähigkeit für die Patienten lassen sich durch den Erhalt der Kreuzbänder erreichen. In zahlreichen Untersuchungen zeigen sich zufriedenere Patienten als mit einer Totalprothesenversorgung [1].

Mittelfristige Daten nach Implantation einer unikondylären Endoprothese (UKE), bei der nur eins der drei Kniekompartimente ersetzt wird, belegen kein erhöhtes Risiko eines Implantatversagens auch bei hochaktiven Patienten (bezogen auf den Lower Extremity Activity Scale (LEAS)) [2] [3].

Nach durchschnittlich fünf Jahren postoperativ besteht eine Implantatüberlebensrate von 98,1 % [3] und nach durchschnittlich neun Jahren von 94 % [2]. Die Versagensrate ist dabei nicht geringer als in einer Vergleichsgruppe mit gemäß dem LEAS niedrigaktiven Patienten [2].

Gründe der geringen Anwendungsrate der unikondylären Prothese

Die unikondyläre Endoprothetik (UKE) wird im Vergleich zur totalen Knieendoprothetik (TKE) trotz der potenziellen Vorteile immer noch vergleichsweise selten angewendet [4]. Nach aktuellen Daten des deutschen Endoprothesenregisters (ERPD) werden nur knapp 15 % der Knieprimärprothesen als Teilprothese implantiert [5].

Die Ursachen sind sicherlich vielschichtig, die Hauptgründe dürften allerdings in der vergleichsweise höheren Revisionsrate der unikondylären im Vergleich zu den bikondylären Implantationen liegen. Die Ausfallwahrscheinlichkeit mit Notwendigkeit eines Wechseleingriffes liegt im ERPD nach fünf Jahren bei 7,2 % für die UKE und damit höher als bei der TKE mit 4,6 % [5]. Mangelnde Erfahrung und Ausbildung bis zu klassischen Diskussionspunkten wie der Indikationsstellung werden als Hauptgründe dafür genannt [6]. Die Umwandlung einer UKE in eine TKE wird zudem als eine „einfache“ Operation empfunden, sodass die Schwelle für die Revision einer UKE im Vergleich zur TKE niedriger ist [7].

Nach den in Prothesenregistern dokumentierten Revisionsgründen und aktueller Literatur ist davon auszugehen, dass ein großer Anteil der Frührevisionen auf chirurgische Fehler zurückzuführen ist [8]. Im Gegensatz zur Verwendung von Totalendoprothesen, welche dem Gelenk zumindest eine gewisse künstliche Kinematik

aufzwingen können, hat das Design der UKE hier nur sehr wenig Einfluss. Viel entscheidender sind die korrekte Rekonstruktion der Gelenkoberfläche und die Wiederherstellung der natürlichen Bandspannung. Schon verhältnismäßig leichte Abweichungen in der anteroposterioren Neigung (Slope) oder der mediolateralen Gelenklinienhöhe und -kippung führen zu einem erhöhten Versagensrisiko der Teilprothese [9].

Warum robotische Assistenz bei der unikondylären Prothese einen Fortschritt bedeutet

Die „Individualisierung der Medizin“ ist mittlerweile mit ihren technischen Neuerungen auch in der Knieendoprothetik angekommen. Computerassistenzsysteme mit evtl. zusätzlicher Robotik zur Verbesserung des Alignements und der Bandspannung sind immer häufiger in den Operationssälen anzutreffen.

Die Implantatpositionierung und -ausrichtung sind für die Standzeit eines Implantates wichtige Variablen, welche sich auf den Zeitpunkt einer möglichen Revisionsoperation nach UKE auswirken. Dementsprechend können Techniken, welche die Genauigkeit der Implantatpositionierung und -ausrichtung verbessern, dazu beitragen, die Langzeitüberlebensrate von UKE zu verlängern [10].

Roboterassistenzsysteme, z. B. das Mako SmartRobotics™ System (Abb. 1), bieten in Kombination mit der Navigation und Verwendung von Standardprothesen unter intraoperativem Einbezug der Weichteilspannung die Möglichkeit einer virtuellen Planung (Abb. 2). Die notwendige Knochenbearbeitung wird dabei ebenfalls optimiert, und der Knochenverlust wird so gering wie möglich gehalten. Im Vergleich zu den früheren vollautomatischen

Robotern (z. B. Robodoc) haben die neuen Systeme sogenannte stereotaktische Eigenschaften mit taktiler Rückmeldung. Dies bedeutet, dass die Operation nicht vollautomatisch von einem Roboter durchgeführt wird, sondern der Operateur den Roboter, welcher den Knochen mit einer Fräse oder Säge bearbeitet, per Hand führt und vorgegebene Begrenzungen des Knochens nicht überschreiten kann.

Die in der ATOS Klinik Heidelberg verwendete roboterassistierte Technologie Mako SmartRobotics™ (Fa. Stryker, Kalamazoo, MI, USA) nutzen neben dem Roboterarm und der Navigation eine zusätzliche präoperative Bildgebung (Computertomographie), um die intraoperativ gewonnenen Daten abzugleichen. Zunächst erfolgt eine Schnittbildgebung (Computertomographie), um eine detaillierte Visualisierung der Patientenanatomie in dreidimensionaler Form zu erhalten und die Prothesenplatzierung zu planen. Die Daten des Kniegelenks werden während der Operation dann mit diesen Planungsdaten abgeglichen, und die Prothese wird zunächst virtuell implantiert (Abb. 2). Die Genauigkeit der Operation ist in Bezug auf die Größenauswahl, Komponentenplatzierung, Achsausrichtung und Rotationseinstellung durch die Roboterassistenz im Vergleich zur konventionellen Technik deutlich verbessert [11] [12].

Im australischen Prothesenregister hat die Verwendung der roboterassistierten Navigation mit dem Mako-Restoris-Implantat mit 4,4 % nach fünf Jahren die geringste Revisionsrate aller erfassten UKE [13]. Im Vergleich zu den deutschen Daten des ERPD sind dies durchschnittlich deutlich geringere Revisionsraten für die Gesamtzahl der erfassten UKE (4,4 % vs. 7,2 %). Im aktuellen ERPD-Bericht aus dem Jahre 2024 werden nun auch in Deutschland Angaben bezüglich der einzelnen verwendeten Implantate gemacht. Hier bestätigen sich die australischen Daten mit einer Revisionsrate von nur 4,1 % nach fünf Jahren für das Mako-Restoris-Implantat mit wiederum der geringsten Revisionsrate aller verwendeter Implantate [5]. In einer Metaanalyse wurde kürzlich zudem dargestellt, dass neben der geringeren Revisionsrate im Vergleich zum konventionellen Vorgehen auch der FJS-12 (Forgotten Joint Score) nach drei und fünf Jahren postoperativ bei robotisch assistierten Eingriffen statistisch signifikant besser ausfällt [14]. Auch beidseitige Operationen lassen sich mit der technologischen Unterstützung sehr reliabel im Rahmen eines Eingriffes durchführen (Abb. 3).

Fazit

Die Verwendung von unikondylären Endoprothesen bringt im Vergleich zu den totalen Knieendoprothesen in vielerlei Hinsicht Vorteile. Die immer wieder geäußerte Kritik der höheren Revisionsraten im Vergleich zur TKE kann durch den Einsatz der robotischen Assistenz bei vergleichbaren Revisionsraten unter Verwendung des Mako SmartRoboticsTM Systems relativiert werden. Zudem zeigen sich in klinischen Studien auch zunehmend die Vorteile in Bezug auf Gelenkfunktion und Zufriedenheit der Patienten. Ob diese Ergebnisse auch in längeren Nachuntersuchungszeiträumen bestätigt werden können, gilt es allerdings noch zu beweisen. Weitere Fortschritte könnten in der Zukunft durch kontinuierliche Erfassung von Daten in der Entwicklung künstlicher Intelligenzalgorithmen zur Unterstützung der Therapieentscheidungen im Sinne eines lernenden Systems liegen.