Arthroplastik
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 1. September 2026Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Eine Arthroplastik ist ein operativer Eingriff am Gelenk. Die chirurgische Intervention soll die Funktion des Gelenks wiederherstellen oder eine gesunde Gelenkfunktion sicherstellen.
Was ist die Arthroplastik?
Als Gelenk wird eine bewegliche Verbindung von zwei oder mehr Knochen bezeichnet. Bei einem echten Gelenk befindet sich zwischen den beiden Knochenenden ein Spalt. Dieser wird Gelenkspalt genannt. Die Flächen des Gelenks sind vom Gelenkknorpel überzogen.
Rund um das Gelenk liegt die schützende Gelenkkapsel, die aus einer äußeren straffen Bindegewebsschicht und aus einer inneren epithelähnlichen Schicht besteht. Gelenke können durch verschiedene Erkrankungen geschädigt werden. Die Arthrose ist für die meisten Gelenkschädigungen verantwortlich. Der Begriff Arthrose wird genutzt, wenn Verschleißerscheinungen am Gelenk über das normale Maß hinausgehen. Typisch für eine Arthrose sind Anlaufschmerzen und belastungsabhängige Schmerzen.
Auch Gelenkdeformitäten und Steifheit im Gelenk sind mögliche Symptome der Arthrose. Insbesondere bei eingesteiften Gelenken, bei stark schmerzenden Gelenken und bei Gelenken, die in ihrer Beweglichkeit eingeschränkt sind, kommt die Arthroplastik zum Einsatz. In der Regel wird bei dem chirurgischen Eingriff der geschädigte Gelenkknorpel entfernt. Es gibt verschiedene Untergruppen der Arthroplastik, die bei unterschiedlichen Indikationen angewendet werden.
Funktion, Wirkung & Ziele
Am häufigsten kommt die Alloarthroplastik am Hüftgelenk zum Einsatz. Es gibt aber auch Endoprothesen für das Kniegelenk, das Schultergelenk, das Sprunggelenk und das Ellbogengelenk. Selten werden Fingergelenksprothesen eingesetzt. Hüftprothesen bestehen in der Regel aus Titanlegierungen, CoCrMo-Schmiedelegierungen, CoNiCrMo-Schmiedelegierungen oder aus faserverstärkten Kunststoffen. Wird bei einer Arthroplastik am Hüftgelenk ausschließlich der Gelenkkopf ersetzt, handelt es sich um eine Hemiendoprothese (HEP). Ein Ersatz von Gelenkkopf und Gelenkpfanne wird als Totalendoprothese (TEP) bezeichnet.
Bei der Resektions-Arthroplastik werden das kranke Gelenk und der kranke Knochen komplett entfernt. Diese Form der Arthroplastik kommt vor allem bei Gelenkschmerzen zum Einsatz. Durch die Entfernung soll die Ursache der Schmerzen beseitigt werden. Jedoch ist durch das fehlende Gelenk die Funktion des betroffenen Körperteils stark eingeschränkt. Das Verfahren der Resektions-Arthroplastik kommt beispielsweise am Daumensattelgelenk zum Einsatz. Hier wird üblicherweise der Name Epping-Plastik verwendet.
Als Chondroplastik wird die Glättung von degenerativ verändertem Knorpel bezeichnet. Auch die Anfrischung oder die Anbohrung des Knochens unter dem defekten Gelenkbereich gehören zu dem Bereich der Chondroplastik. Durch die Pridie-Bohrung soll Narbenknorpel im Defektbereich entstehen.
Bei der Transplantations-Arthroplastik kann zwischen der Knorpelknochentransplantation und zwischen der Knorpelzelltransplantation unterschieden werden. Bei der Knorpelknochentransplantation werden Knochen-Knorpel-Zylinder aus gesunden Bereichen des geschädigten Gelenks entnommen. Anschließend werden die Zylinder in die Defektbereiche eingesetzt. Bei der Knorpelzelltransplantation werden ebenfalls Knorpelzellen aus gesundem Knorpelgewebe entnommen. Diese Zellen werden dann auf einer Nährmatrix angezüchtet. So entsteht ein gesunder Knorpel, der in das defekte Gelenk transplantiert werden kann. Das Verfahren der Knorpelzelltransplantation galt lange als neu; nach heutigem Kenntnisstand ist es bei umschriebenen Knorpelschäden großer Gelenke ein etabliertes Verfahren.
Auch das Verfahren der Gelenktoilette gehört zu den Arthroplastiken. Hier wird das Gelenk im Rahmen einer Arthroskopie gereinigt und gespült. Dadurch soll degeneriertes und / oder entzündliches Knorpelgewebe abgetragen werden. Bei der Synovialektomie wird die entzündete Schleimhaut des Gelenks (Membrana synovialis), die die Gelenkschmiere bildet, komplett entfernt.
Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren
Während oder nach der Arthroplastik können sich Wundheilungsstörungen und Infektionen entwickeln. Bei einem kleinen Teil der Patienten entwickelt sich nach der Operation eine tiefe Wund- und Protheseninfektion. Die Wunde kann ungewöhnlich lang nachbluten und es können sich Hämatome bilden. Zudem besteht die Möglichkeit, dass während der Operation Nerven oder Blutgefäße verletzt werden. Eine Schädigung von Nerven kann Missempfindungen im Versorgungsgebiet bedingen. Gelegentlich tritt während der Operation ein Blutverlust auf, der eine Behandlung mit Eigen- oder Fremdbluttransfusionen erfordert.
Es gibt Menschen, die auf das Implantat, das bei einigen Arthroplastiken eingesetzt wird, allergisch reagieren. Bei einer solchen Implantatallergie muss das künstliche Gelenk in einer Revisionsoperation ausgetauscht werden. Je nach Operationsverfahren gibt es weitere spezifische Risiken. Bei der Implantation eines künstlichen Hüftgelenks kann es beispielsweise zu einer Absprengung von Knochengewebe am Oberschenkel kommen. Hier muss der Oberschenkel zusätzlich mit Drähten und Schrauben stabilisiert werden. Drei Prozent der Patienten entwickeln innerhalb von zehn Jahren eine Endoprothesenlockerung. Diese ist mit starken Schmerzen und Entzündungen verbunden. Bei einer Endoprothesenlockerung muss eine Revisionsoperation durchgeführt werden.
In den ersten Monaten nach der Operation entwickelt sich bei einigen Patienten eine heterotope Ossifikation. Dabei baut sich Weichteilgewebe außerhalb des knöchernen Skelettsystems in knöchernes Gewebe um. Dadurch kann die Beweglichkeit, die mit der Operation gewonnen wurde, wieder verloren gehen. Mithilfe einer vorbeugenden Röntgenbestrahlung vor der Operation soll das Risiko einer Knochenneubildung bei Risikopatienten reduziert werden. Zusätzlich werden zur Prophylaxe entzündungshemmende Arzneimittel verabreicht.
Gelenkerhaltende und gelenkersetzende Arthroplastiken
Die Untergruppen der Arthroplastik lassen sich zu zwei Gruppen zusammenfassen, die sich in einem grundsätzlichen Punkt unterscheiden: Bleiben die körpereigenen Gelenkflächen erhalten oder werden sie ersetzt?
Zu den gelenkerhaltenden Verfahren zählen die Chondroplastik, die Transplantations-Arthroplastik, die Gelenktoilette und die Synovialektomie. Sie behandeln umschriebene Schäden am Gelenkknorpel oder an der Gelenkinnenhaut, ohne dass körperfremdes Material dauerhaft im Gelenk verbleibt. Sie kommen daher vor allem dann in Betracht, wenn der Schaden begrenzt ist, wenn die Achsenstellung der Gliedmaße stimmt und wenn der übrige Knorpel noch tragfähig ist. Ein späterer Gelenkersatz wird durch sie in der Regel nicht ausgeschlossen.
Gelenkersetzend ist die Alloarthroplastik, bei der eine oder beide Gelenkflächen durch eine Endoprothese ausgetauscht werden. Sie steht am Ende der Behandlungsfolge, weil das Implantat einer begrenzten Haltbarkeit unterliegt und ein späterer Wechsel aufwendiger ist als der Ersteingriff. Eine Zwischenstellung nimmt die Resektions-Arthroplastik ein: Sie entfernt das erkrankte Gelenk, ersetzt es aber nicht, sodass anstelle des Gelenks straffes Bindegewebe entsteht.
Welchem Verfahren der Vorzug gegeben wird, hängt unter anderem von der Ausdehnung des Schadens, vom Lebensalter, von der beruflichen und sportlichen Beanspruchung, von den Begleiterkrankungen und von der Knochenqualität ab. In der Regel werden konservative Maßnahmen und gelenkerhaltende Eingriffe zuerst ausgeschöpft.
Werkstoffe, Gleitpaarungen und Verankerung
Bei einer Endoprothese gleiten zwei Bauteile aufeinander. Das Materialpaar, aus dem diese beiden Flächen bestehen, wird als Gleitpaarung bezeichnet. Gebräuchlich sind Metall gegen hochvernetzten Kunststoff, Keramik gegen Kunststoff sowie Keramik gegen Keramik. Jede Kombination hat eigene Eigenschaften: Keramik ist besonders hart und glatt, gilt aber als sprödes Material, während Kunststoff nachgiebiger ist und stärker abgerieben wird.
Der Abrieb hat Bedeutung über den Materialverlust hinaus. Die entstehenden Partikel können vom Körper als Fremdkörper behandelt werden und eine Reaktion auslösen, in deren Verlauf Knochen um das Implantat herum abgebaut wird. Dieser Vorgang wird als Osteolyse bezeichnet und gilt als eine der Ursachen dafür, dass eine Prothese ihren festen Sitz verliert.
Für die Verankerung im Knochen stehen mehrere Wege offen. Bei der zementierten Verankerung wird das Implantat mit Knochenzement befestigt, einem Kunststoff, der im Operationssaal angerührt wird, in die Hohlräume des Knochens eindringt und dort aushärtet; die Prothese ist damit sofort belastbar. Bei der zementfreien Verankerung besitzt das Implantat eine aufgeraute oder beschichtete Oberfläche, in die der Knochen im Laufe der Zeit einwachsen soll; hier hält zunächst die Klemmwirkung. Werden beide Prinzipien an einem Gelenk kombiniert, spricht man von einer Hybridverankerung. Die Auswahl richtet sich unter anderem nach der Knochenqualität, die bei Osteoporose vermindert ist, sowie nach Alter und Belastung.
Ist eine Unverträglichkeit gegenüber Bestandteilen der verwendeten Legierungen bekannt, wird dies bereits bei der Planung berücksichtigt. In Betracht kommen dann allergologische Voruntersuchungen sowie Bauteile mit veränderter Oberfläche oder aus Werkstoffen, die die fraglichen Bestandteile nicht enthalten.
Ablauf einer Endoprothesenimplantation
Der Implantation geht eine Planung voraus. Röntgenaufnahmen in festgelegten Ebenen und mit einer mitabgebildeten Maßskala erlauben es, Größe, Lage und Ausrichtung der Bauteile im Voraus zu bestimmen und den zu erwartenden Knochenabtrag abzuschätzen; heute geschieht dies überwiegend am Bildschirm. Zur Vorbereitung gehören außerdem eine Beurteilung von Herz und Kreislauf, ein Blutbild mit Gerinnungswerten und die Suche nach Infektionsherden im Körper, unter anderem an den Zähnen, weil Bakterien über die Blutbahn zum Implantat gelangen können.
Der Eingriff findet in Vollnarkose oder in einer rückenmarksnahen Betäubung statt. Vor dem Hautschnitt wird üblicherweise ein Antibiotikum verabreicht, das die Keimzahl im Operationsgebiet senken soll. Nach dem Zugang zum Gelenk wird die Gelenkkapsel eröffnet und der zerstörte Gelenkanteil entfernt. Das Knochenlager wird anschließend mit Fräsen, Raspeln und Sägeschablonen so vorbereitet, dass es die Form der Bauteile aufnimmt.
Vor dem Einsetzen der endgültigen Bauteile werden meist Probekomponenten eingebracht. An ihnen prüft der Operateur die Beweglichkeit, die Stabilität gegen Auskugeln und – am Bein – die Beinlänge im Seitenvergleich. Erst danach werden die endgültigen Komponenten eingebracht, das Gelenk eingerenkt und die Weichteile schichtweise verschlossen. Häufig schließt sich noch im Operationssaal oder kurz danach eine Röntgenkontrolle an, die die Lage der Bauteile dokumentiert.
Nachbehandlung und Langzeitbetreuung
Nach einer Endoprothesenimplantation wird in der Regel früh mit dem Aufstehen begonnen. Die Physiotherapie umfasst Gangschule mit Unterarmgehstützen, Kräftigung der gelenkumgebenden Muskulatur und das Einüben von Bewegungsabläufen des Alltags. Zur Vorbeugung von Thrombosen werden gerinnungshemmende Medikamente sowie Kompressionsstrümpfe und Bewegungsübungen eingesetzt. Nach einem Hüftgelenkersatz gelten bestimmte Bewegungskombinationen, etwa starkes Beugen bei gleichzeitiger Drehung nach innen, als ungünstig, weil sie das Auskugeln begünstigen können; die Behandelnden weisen im Einzelnen darauf hin. An die stationäre Behandlung schließt sich häufig eine Rehabilitation an, stationär oder ambulant.
Nach der Operation erhalten Patienten in Deutschland üblicherweise einen Endoprothesenpass, der Art, Größe und Hersteller der eingesetzten Bauteile verzeichnet. Er ist bei späteren Untersuchungen und bei einem Wechseleingriff von Bedeutung. Ergänzend werden Implantationen und Wechseloperationen in einem Endoprothesenregister erfasst, das der Beobachtung der verwendeten Modelle über längere Zeiträume dient.
Die weitere Betreuung besteht aus ärztlichen Kontrollen mit Röntgenaufnahmen in festgelegten Abständen. Beurteilt werden dabei Sitz und Lage der Bauteile sowie der Knochen in ihrer Umgebung. Neu auftretende Schmerzen, ein Nachlassen der Belastbarkeit oder ein verändertes Gangbild sind Anlass für eine vorgezogene Untersuchung. Bei Infektionen an anderer Stelle des Körpers wird auf das einliegende Implantat hingewiesen, damit die Behandlung darauf abgestimmt werden kann.
Muss eine Endoprothese ausgetauscht werden, spricht man von einer Wechsel- oder Revisionsoperation. Sie ist aufwendiger als der Ersteingriff, weil zunächst die einliegenden Bauteile und gegebenenfalls der Knochenzement entfernt werden müssen und dabei weiterer Knochen verloren geht. Für den Ersatz stehen daher besondere Bauteile zur Verfügung, die weiter in den Knochenschaft reichen oder größere Defekte überbrücken. Liegt dem Wechsel eine Infektion zugrunde, wird der Austausch je nach Erreger und Zustand des Gewebes entweder in einem Eingriff oder in zwei zeitlich getrennten Schritten vorgenommen, zwischen denen ein Platzhalter eingesetzt wird.
Abgrenzung zur Arthrodese und zur Arthrolyse
Die Arthroplastik teilt ihren Wortstamm mit zwei weiteren orthopädischen Eingriffen, deren Ziele jedoch andere sind. Die Arthrodese verbindet die beteiligten Knochen dauerhaft miteinander und hebt die Beweglichkeit des Gelenks bewusst auf; sie wird vor allem dann erwogen, wenn ein Gelenkersatz nicht möglich oder nicht dauerhaft aussichtsreich erscheint. Die Arthrolyse löst narbige Verwachsungen und verkürzte Kapselanteile, um ein steif gewordenes Gelenk wieder beweglich zu machen; sie ersetzt keine Gelenkflächen. Die Arthroplastik dagegen zielt auf die Wiederherstellung der Gelenkfunktion und schließt beide Wege ein, den gelenkerhaltenden wie den ersetzenden.
Geschichte
Versuche, ein zerstörtes Gelenk durch ein künstliches zu ersetzen, reichen bis in das späte 19. Jahrhundert zurück. Der in Berlin tätige Chirurg Themistocles Gluck stellte Gelenkkonstruktionen aus Elfenbein her und setzte sie unter anderem am Knie ein. Die Eingriffe scheiterten überwiegend an Infektionen, die zu jener Zeit nicht beherrschbar waren.
Erst mehrere Entwicklungen zusammen machten den Gelenkersatz breiter anwendbar: geeignete, vom Körper vertragene Werkstoffe, die Möglichkeit, Infektionen mit Antibiotika zu behandeln, sowie ein Zement, der die Kraft zwischen Implantat und Knochen überträgt. In den 1960er Jahren stellte der britische Chirurg John Charnley ein Konzept für den Hüftgelenkersatz vor, das einen kleinen Metallkopf mit einer Pfanne aus Kunststoff verband und beide Teile mit Knochenzement verankerte. Dieses Prinzip prägte die weitere Entwicklung.
In den folgenden Jahrzehnten kamen zementfreie Verankerungen, Keramikbauteile und veränderte Kunststoffe hinzu; zugleich rückten die gelenkerhaltenden Verfahren stärker in den Blick, mit denen umschriebene Knorpelschäden behandelt werden, bevor ein Ersatz notwendig wird. Parallel dazu veränderte sich die Nachbehandlung: An die Stelle langer Ruhigstellung trat der frühe Beginn von Bewegung und Belastung, der heute zum Standardvorgehen nach einem Gelenkersatz gehört.
Typische & häufige Gelenkserkrankungen
Quellen
- Niethard, F. U., Pfeil, J., Biberthaler, P.: Orthopädie und Unfallchirurgie.
ISBN: 9783132443136
- Ewerbeck, V., Wentzensen, A., Grützner, P. A., et al. (Hrsg.): Standardverfahren in der operativen Orthopädie und Unfallchirurgie.
ISBN: 9783132431577
- Wirth, C. J., Mutschler, W., Kohn, D., Pohlemann, T. (Hrsg.): Praxis der Orthopädie und Unfallchirurgie.
ISBN: 9783131406439
- Grifka, J., Krämer, J.: Orthopädie, Unfallchirurgie.
ISBN: 9783642288746
- Kerschbaumer, F., Weise, K., Wirth, C. J. (Hrsg.): Operative Zugangswege in Orthopädie und Traumatologie.
ISBN: 9783132403055