Ein neues Konzept zur knochengeführten, prothetischen Versorgung von Oberschenkel amputierten Patienten
Die Endo-Exo-Femurprothese
Horst Aschoff, Hans Grundei

Abb. 1: Herkömmliche, Stumpf umfassende Oberschenkelprothese

Einführung
Die prothetische Versorgung Oberschenkel amputierter Patienten mittels einbettender, Stumpf umfassender Schäfte hat eine bereits jahrhundert alte Geschichte und hat mit der Entwicklung computergestützter Knie-Unterschenkelprothesen einen hohen Grad an Perfektion erreicht. Es werden dabei Mindestanforderungen sowohl an den Allgemeinzustand des Kranken sowie auch den Lokalbefund, also ausreichende Länge des Femurschaftes und suffiziente Weichteildeckung des Femurstumpfes, gestellt. Dennoch bestehen zum einen allfällige Probleme an der Grenzzone zwischen Hülse und Hautmantel des Stumpfes, zum anderen lässt die Weichteilführung solcher Oberschenkelprothesen häufig ein unauffälliges, harmonisches Gangbild nicht zu, was zu einem eingeschränkten Patientenkomfort führt (Abb. 1).

Abb. 2: Endo-Exo-Femurprothese der Fa. ESKA Implants GmbH & Co., Lübeck (Fotos: Dr. Horst Aschoff)

Mit der hier vorgestellten, knochengeführten und am distalen Oberschenkelstumpf aus den Weichteilen ausgeleiteten Femurprothese ist eine dramatische Verbesserung sowohl des objektivierbaren Gangbildes als auch des subjektiven Patientenkomforts möglich. Es wurde hierzu von der Fa. ESKA in Lübeck eine unzementiert zu implantierende Stielprothese mit spongiös konfigurierter Relief-oberfläche entwickelt, welche eine sichere Osseointegration im Femurschaft gewährleistet (Abb. 2). Die erwarteten Probleme an der Grenzzone zwischen Weichteilmantel und Stielprothese an deren Austrittspunkt am distalen Oberschenkelstumpf können dabei aufgrund der bisher gemachten Erfahrungen als beherrschbar angesehen werden. Es wird über fünf Patienten, welche bis dato mit dieser neuartigen Prothese versorgt wurden, berichtet, Implantatdesign, Operationsverfahren und die postoperativen Ergebnisse werden vorgestellt.

Abb. 3: Osseointegration bei spongiös konfigurierter Reliefoberfläche des Implantates

Implantatdesign
Sämtliche Überlegungen hinsichtlich der Konfiguration einer knochengeführten und die Weichteile des Stumpfes penetrierenden Femurprothese führen zwangsläufig zu zwei unterschiedlichen aber gleichgewichtigen Anforderungen an das Implantatdesign. Zum einen muss eine dauerhafte, sichere Verankerung des Prothesenstiels im Femurschaft gewährleistet sein, zum zweiten bedarf es einer verlässlichen Abschirmung des Endomoduls gegen mögliche, aufsteigende Infektionen an der Grenzzone, also dem Durchtrittspunkt des Prothesenstiels durch den Hautmantel.

Nunmehr 25 Jahre umfassender Erfahrung der Fa. ESKA Implants hinsichtlich der Osseointegration zementfrei zu implantierender Hüft- und Knieendoprothesen haben dabei angesichts der zu erwartenden, extrem hohen Wechsellasten am Prothesenstiel einer von distal einzubringenden Femurprothese ausschließlich an die Entwicklung eines Implantates mit spongiös konfigurierter Reliefoberfläche denken lassen. Das histologisch nachweisbare Einwachsen der Osteophyten in die spongiosaforme Oberfläche des Implantates kann bei ausreichender Kontaktfläche eine dauerhafte Verankerung desselben garantieren (Abb. 3).

Abb. 4: Endo-Exo-Femurprothese zerlegt in die einzelnen Komponenten

Mit Hinblick auf die umfassenden Erfahrungen aus der Zahnwurzelimplantologie und auch der Anwendung des Fixateur externe bestand von Beginn an begründete Hoffnung auf die Möglichkeit der Beherrschung der Grenzzonenproblematik. Der anfänglich befürchteten, gewissermaßen gesetzmäßig eintretenden, aufsteigenden Infektion, ausgehend vom Durchtritt des Implantates durch den Weichteilmantel entlang des Prothesenschaftes in Richtung des Knochens konnte bis dato mittels einer aus drei Komponenten gefertigten Prothese wirkungsvoll begegnet werden. Die drei Komponenten bestehen aus dem eigentlichen Femurimplantat, dem andockbaren Mittelteil, ebenfalls mit spongiös konfigurierter Reliefoberfläche versehen, sowie dem die Weichteile penetrierenden Exomodul mit glatter Oberfläche, an welches dann schließlich die Knie-Unterschenkelprothese angeschlossen werden kann (Abb. 4).

Abb. 5 (oben): Intra-op Befund nach Andocken der mittleren Komponente des Implantates Abb. 6 (unten): Situs nach Schaffung des Stomas und Andocken der Exokomponente

Operationsverfahren
Der operative Zugangsweg muss in Abhängigkeit von den in allen bisherigen Fällen posttraumatischen anatomischen Gegebenheiten individuell gewählt werden. Bewährt hat sich die laterale Incision am distalen Oberschenkel unter Einbeziehung der Amputationsnarben. Der distale Femurschaft wird freigelegt und auf die zuvor berechnete Länge zurechtgearbeitet, das Aufraspeln des Femurschaftes bis etwa in Höhe des Trochanter minor erfolgt wahlweise per Hand respektive unter Zuhilfenahme intramedullären Bohrbestecks bei engem Markraum und verhältnismäßig harter Corticalis. Die eigentliche Endoprothese steht in diversen Längen und Umfängen zur Verfügung. In Abhängigkeit vom Schaftdurchmesser wird dann das ausgewählte Implantat in das Femur eingeschlagen. Es folgt die Montage des austauschbaren Mittelteils, welches konisch geführt und mittels Schraube gesichert wird (Abb. 5). Die Operation wird damit beendet, erforderlich sind lediglich noch Drainage und Verschluss der Weichteile. Im 2. Schritt, etwa vier Wochen nach Erstoperation, erfolgt dann die Schaffung des eigentlichen Stomas. Mittels eines scharfen Ringstecheisens wird ein Haut-Unterhautzylinder in Richtung auf den Blindstutzen entnommen, der Durchmesser des Stecheisens beträgt dabei etwa 2/3 des Umfanges des nunmehr anzudockenden Exomoduls.

Dadurch werden die Ränder des Weichteilstomas eng über den glatten Schaft der Exokomponente geführt, Relativbewegungen des Haut-Unterhautmantels gegenüber der Schaftachse des Implantates bleiben möglich, der Blutverlust dieses Eingriffs ist minimal (Abb. 6).

Nach klinisch, laborchemisch und röntgenologisch kontrollierter Konsolidierung der Weichteile bzw. des Knochens, kann nach etwa vier Wochen mit einer Teilbelastung der Prothese begonnen werden, Vollbelastung und sicherer Gang wurden bei absolut komplikationsfreiem Verlauf der beiden zuletzt operierten Patienten jeweils sechs Wochen post operationem erreicht (Abb. 7).

Abb. 7: Vollbelastung der Prothese ca. acht bis zehn Wochen nach Implantation

Ergebnisse
Die Erstimplantation der eben beschriebenen Prothese erfolgte im Jahre 1999, insgesamt wurden bisher fünf dieser Prothesen implantiert, die letzten beiden im Jahre 2003, diese in bereits abgewandelter Form, den vorhergehenden Erkenntnissen folgend.

Vier der fünf implantierten Prothesen befinden sich in situ, die anfängliche Weichteilproblematik konnte durch Änderung des Implantatdesigns bei den beiden zuletzt implantierten Patienten vollständig vermieden werden. Die zweitimplantierte Prothese wurde bei chronifizierender Weichteilinfektion im Stumpfbereich andernorts ca. sechs Monate nach Erstoperation entfernt, eine nachgewiesene Lockerung bzw. Infektion der Endoprothese selbst lag zu diesem Zeitpunkt nicht vor. Patient eins und drei wiesen bei anfänglich verwendeten Silicon- und Titanmeshbauteilen ebenfalls chronifizierende Weichteilprobleme im Stumpfbereich auf. Nach Korrektur dieser Bauteile im austauschbaren Mittelteil der Implantate einschließlich aufwändiger, mikrochirurgischer Weichteilrekonstruktion bei Patient eins ist es gelungen, diese Situation zu beherrschen, beide Patienten sind mittlerweile mit einer Mikroprozessor gestützten Unterschenkelprothese versorgt, Patientin drei allerdings bedarf wg. einer neuerlichen Weichteilproblematik im Bereich des Stomas derzeit einer stationären, chirurgischen Behandlung, Hinweise für eine Mitbeteiligung des Knochens fanden sich dabei aber erfreulicherweise nicht.

Abb. 8: Röntgendokumentation des Befundes nach Versorgung einer akzidentellen, pertrochantären Femurfraktur mittles DHS

Patient vier und fünf wurden im Herbst 2003 in der eben genannten Weise versorgt, nennenswerte, implantat-immanente Komplikationen sind bisher nicht eingetreten, Patient vier erlitt allerdings bei einem Sturz während seiner Arbeit als Azubi ca. vier Monate nach Beginn mit der Vollbelastung eine pertrochantäre Femurfraktur, die, mittels dynamischer Hüftschraube versorgt, folgenlos ausheilte (Abb. 8).

Filmdokumentierte Gangbilder dieser Patienten auf dem Laufband zeigen den flüssigen, sicheren Bewegungsablauf der Probanden, sowohl bei Steigung als auch Neigung der Lauffläche, auf Hilfsmittel wie Unterarmstützen o. Ä. können alle vier Patienten verzichten (Abb. 9). Die tägliche Hygiene wird von allen Probanden als unkompliziert angesehen, die Verwendung von Wasser und Seife sowie Duschbäder auch des prothesenversorgten Stumpfes sind ausdrücklich erwünscht.

Abb. 9: Sicherer Gang ohne Gehhilfen nach Implantation der Endo-Exo-Femurprothese

Ausblick
Das derzeitige Design der sog. Endo-Exo-Femurprothese hat sich als alltagstauglich erwiesen. Eine geplante nochmalige Minderung des Außenumfanges der Exokomponente mag eine graduelle Risikominderung einer möglichen Weichteilproblematik am Penetrationspunkt des Implantates mit sich bringen. Derzeit wird ein Patient mittels Distraktionsosteotomie des kurzen, proximalen Femurstumpfes für eine spätere Endo-Exo-Prothesenimplantation vorbereitet.

Weltweit sind in vergleichbarer Weise bisher knapp 100 Patienten versorgt worden. Basierend auf der Pionierarbeit von Branemark/Göteborg wurden im dortigen Zentrum für orthopädische Osseointegration am Sahlgrenska Universitätshospital in Göteborg seit 1999 ca. 80 Patienten operiert, 14 weitere Patienten im Queen Mary’s Hospital in London sowie zwei Patienten im Alfred Hospital in Melbourne. Der Autor konnte sich von den eindrucksvollen Ergebnissen anlässlich des 11. Weltkongresses der Internationalen Gesellschaft für Prothetik und Orthotik (ISPO) in Hongkong in der Zeit vom 1.-6. August dieses Jahres selbst überzeugen, wie auch die Präsentation der hier in Lübeck behandelten Fälle die ungeteilte Aufmerksamkeit der mit dieser Thematik befassten Kongressteilnehmer auf sich zog. Weitere osseointegrierte Implantate für Tibia, Humerus sowie die Fingerknochen sind bereits in der klinischen Erprobung.

Der Autor sieht das geschilderte Verfahren als richtungsweisende Alternative zur Stumpf umfassenden Hülsenprothese nach Oberschenkelamputation an, weitere Ergebnisse werden mitgeteilt.

Literatur bei den Verfassern

Für die Verfasser: Dr. Horst Aschoff, Klinik f. Plastische und Handchirurgie, Sana Kliniken Lübeck, Kronsforder Allee 71-73, 23560 Lübeck