Leipzig – Mit der steigenden Lebenserwartung und dem immer höheren Alter von Gelenkersatzpatienten nimmt auch die Zahl der notwendigen Wechseloperationen zur Erneuerung der Endoprothese stetig zu. Um das mit diesen Operationen verbundene Risiko zu verringern, arbeiten Orthopäden und Unfallchirurgen des Universitätsklinikums Leipzig gemeinsam mit Materialwissenschaftlern der Universität Leipzig an einer innovativen Methode zur Loslösung alter Endoprothesen mittels Wärme.
Beim Einsatz eines neuen Gelenks werden gerade bei älteren Patienten die Endoprothesen zur besseren Verankerung in speziellem Zement eingebettet und so stabilisiert. Muss die Endoprothese dann nach einer durchschnittlichen Standzeit von 10 bis 15 Jahren wieder gewechselt werden, steht der Arzt im Operationssaal vor der Aufgabe, das künstliche Gelenk aus dem Zementbett zu lösen. Der herkömmliche Weg dafür ist der Einsatz von Hammer und Meißel. „Dieses mechanische Verfahren ist immer auch mit Risiken wie Knochenverletzungen verbunden, je schwächer die Knochensubstanz beispielsweise aufgrund des hohen Alters der Patienten ist, umso mehr“, erklärt Dr. Mohamed Ghanem, Geschäftsführender Oberarzt an der Klinik für Orthopädie, Unfallchirurgie und Plastische Chirurgie des Universitätsklinikums Leipzig.
Zahl der Wechseloperationen steigt
Waren Endoprothesenwechsel früher eher Ausnahmefälle, so steigt die Zahl der Wechseleingriffe inzwischen. „Unsere Patienten werden immer älter – damit müssen wir auch die Endoprothesen häufiger erneuern als noch vor 10-20 Jahren“, so Ghanem weiter. Da die Patienten aber auch häufiger Begleiterkrankungen mitbringen, steigt gleichzeitig das mit den Operationen verbundene Risiko.
Leichtere Entfernung durch Erwärmung des Knochenzements
„Unsere Idee war daher, die traditionelle mechanische Mobilisierung des Knochenzements und damit die Lösung der alten Endoprothese zu optimieren“, erklärt der Endoprothesenexperte. Dazu hat er gemeinsam mit Materialwissenschaftlern der Universität Leipzig ein spezielles Verfahren entwickelt, das den Zement durch Erwärmung weich werden lässt. “Die besonderen Eigenschaften des Knochenzements führen dazu, dass sich dessen Struktur bei einem Temperaturanstieg so verändern lässt, dass dieser plastischer wird und die Endoprothese so leichter entfernt werden kann“, erklärt Prof. Frank Dehn vom Institut für Mineralogie, Kristallografie und Materialwissenschaft an der Universität Leipzig.
Erste Studie zeigt vielversprechende Ergebnisse
In einer von der Deutschen Arthrosehilfe geförderten Studie haben die Wissenschaftler getestet, wie sich eine Erwärmung gezielt und gleichzeitig schonend für den Patienten erreichen lässt und haben eine entsprechende Methodik dafür entwickelt und erprobt. „Mit unseren Versuchen im Labor haben wir den Glastransformationspunkt – also den Moment der Verflüssigung – des Knochenzementes ermittelt und gezeigt, dass der Zement mit Hilfe von Elektroden ganz gezielt erwärmt und damit flexibler gemacht werden kann“, beschreibt Oberarzt Ghanem die Ergebnisse. Die Nutzung einer solchen thermo-mechanischen Methodik sei daher ein zukunftsweisender Ansatzpunkt zur Erleichterung der Zemententfernung und würde eine deutliche Verbesserung für Endoprothesenwechseloperationen bedeuten.
Weitere Forschung zur Optimierung der Methode notwendig
In einem weiteren Schritt muss das Verfahren nun so angepasst werden, dass sich die derzeit nur lokale Erwärmung gleichmäßig im Zement verteilen lässt, um die Kraftaufwände für die folgende mechanische Entfernung der Ersatzgelenke weiter zu verringern. „Wir sind sehr optimistisch, dass wir mit dieser Methode einen Weg gefunden haben, um künftig die Operationen für unsere Patienten sehr viel besser verträglich machen können“, so Ghanem.
Quelle: Universitätsklinikum Leipzig
Bild:
V.l.n.r.: Prof. Frank Dehn (Universität Leipzig), OA Dr. Mohamed Ghanem (Uniklinikum Leipzig), Klinikdirektor Prof. Christoph Josten (Uniklinikum Leipzig), Dr. Andreas König (Universität Leipzig) (Quelle: Universitätsklinikum Leipzig)