Die Schulterendoprothese – ein künstlicher Ersatz des Schultergelenks
Das Schultergelenk zählt zu den beweglichsten Gelenken des menschlichen Körpers. Als Kugelgelenk verbindet es den Oberarmknochen (Humerus) mit der Gelenkpfanne des Schulterblatts (Scapula) und ermöglicht Bewegungen in nahezu alle Richtungen. Dabei spielt es eine zentrale Rolle bei alltäglichen Aktivitäten wie dem Heben, Greifen, Ankleiden oder Arbeiten über Schulterhöhe.
Im gesunden Zustand sind die Gelenkflächen des Oberarmkopfes und der Gelenkpfanne mit einer glatten Knorpelschicht überzogen, welche eine reibungsarme Bewegung ermöglicht und die darunterliegenden Knochen schützt. Im Rahmen einer Arthrose des Schultergelenks (Omarthrose) kommt es zu einer zunehmenden Ausdünnung dieses gelenkbildenden Knorpelgewebes. Mit fortschreitendem Knorpelverschleiß werden die Bewegungen im Schultergelenk zunehmend schmerzhaft und die Beweglichkeit der Schulter nimmt ab.
Grundsätzlich entwickelt nahezu jeder Mensch im Laufe des Lebens Verschleißerscheinungen der Gelenke. Neben der natürlichen altersbedingten Degeneration des Knorpels können jedoch auch unter anderem Unfallverletzungen, rheumatische Erkrankungen, langfristige Kortisontherapien oder Schäden der Rotatorenmanschette die Entstehung eines Schultergelenkverschleißes begünstigen.
In frühen Stadien einer Schultergelenksarthrose können konservative Therapieverfahren wie Physiotherapie, entzündungshemmende Medikamente oder Infiltrationstherapien häufig zu einer Beschwerdelinderung führen. Ergänzend kommen abhängig vom Befund gelenkerhaltende operative Verfahren wie bspw. Schulterarthroskopien infrage. Ist die Arthrose des Schultergelenks jedoch so weit fortgeschritten, dass konservative oder arthroskopische Therapiemaßnahmen keine ausreichende Beschwerdereduktion erzielen, kann der künstliche Ersatz des Schultergelenkes durch eine Schulterendoprothese notwendig werden. Ziel der Implantation einer Schulterendoprothese ist die nachhaltige Schmerzreduktion sowie die Wiederherstellung einer möglichst guten Schulterfunktion.
Wie ist das Schultergelenk aufgebaut und was ist dessen Funktion?
Das Schultergelenk verbindet den Oberarmknochen (Humerus) mit der Gelenkpfanne des Schulterblatts (Scapula) und zählt anatomisch zu den Kugelgelenken. Es handelt sich um das beweglichste Gelenk des menschlichen Körpers und ermöglicht Bewegungen des Arms in nahezu alle Richtungen.
Das Schultergelenk wird durch den kugelförmigen Oberarmkopf und die vergleichsweise kleine und flache Gelenkpfanne (Glenoid) des Schulterblatts gebildet. Die geringe knöcherne Führung erlaubt eine außergewöhnlich hohe Beweglichkeit, macht das Gelenk jedoch gleichzeitig anfälliger für Instabilitäten und Verschleißerscheinungen. Um die knöcherne Gelenkpfanne zusätzlich zu vergrößern und die Stabilität zu verbessern, wird sie von einem ringförmigen Faserknorpel – dem sogenannten Labrum – umgeben.
Die Gelenkflächen von Oberarmkopf und Gelenkpfanne sind von einer glatten Knorpelschicht überzogen. Diese dient als natürliche Gleitschicht, reduziert die Reibung innerhalb des Gelenks und schützt die darunterliegenden Knochenstrukturen vor einer Abnutzung.
Die Stabilität des Schultergelenks wird überwiegend durch die umgebenden Weichteilstrukturen gewährleistet. Eine zentrale Rolle spielt hierbei die Rotatorenmanschette, eine funktionelle Gruppe aus vier Muskeln und deren Sehnen, welche den Oberarmkopf zentriert in der Gelenkpfanne führt und Bewegungen der Schulter koordiniert.
Die Hauptfunktion der Schulter besteht in der Ermöglichung von Bewegungen des Armes in drei Hauptachsen. So kann der Arm nach vorne und hinten geführt werden (Anteversion/ Retroversion), vom Körper abgespreizt und zurückgeführt werden (Abduktion/ Adduktion) sowie gedreht werden (Innen-/Außenrotation). Des Weiteren ist ein Kreisen des Armes (Zirkumduktion) möglich. Aufgrund der hohen Beweglichkeit bzw. der komplexen Führung durch Muskeln und Sehnen können bereits kleinere Schäden des Gelenkknorpels oder der Rotatorenmanschette erhebliche Schmerzen sowie Funktionseinschränkungen verursachen und die Lebensqualität der Betroffenen im Alltag einschränken.
Wie ist eine Schulterendoprothese aufgebaut?
Moderne Schulterendoprothesen bestehen aus mehreren präzise aufeinander abgestimmten Implantatkomponenten, welche die natürliche Funktion des Schultergelenks möglichst zuverlässig und stabil wiederherstellen sollen. Es existieren verschiedene Prothesensysteme, wobei sich die Auswahl des geeigneten Prothesenmodells an dem Zustand des Gelenkes, der Knochenqualität sowie der Funktion der Rotatorenmanschette orientiert.
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen anatomischen und inversen Schulterendoprothesen.
Bei der anatomischen Schulterendoprothese richtet sich der Aufbau nach dem natürlichen Gelenkprinzip der Schulter. Der geschädigte Oberarmkopf wird durch eine metallische Kopfkomponente ersetzt, welche auf einem im Oberarmknochen (Humerus) verankerten Prothesenschaft befestigt wird. Der Schaft wird innerhalb des Markraums des Humerus implantiert und besteht meist aus Titanlegierungen mit hoher Biokompatibilität und Stabilität. Die Gelenkpfanne des Schulterblatts wird durch eine künstliche Glenoidkomponente ersetzt. Diese besteht häufig aus hochbelastbarem Polyethylen und wird entweder direkt im Knochen zementiert oder zementfrei in den Knochen eingepresst. Ziel der anatomischen Schulterendoprothese ist die möglichst physiologische Wiederherstellung der natürlichen Gelenkmechanik. Voraussetzung hierfür ist eine ausreichend intakte Rotatorenmanschette, welche die Führung und Stabilisierung des Gelenks übernimmt.
Wenn eine anatomische Prothese nicht stabil funktionieren würde, weil beispielsweise die Rotatorenmanschette irreparabel geschädigt wurde, kann die Implantation einer sogenannten inversen bzw. umgekehrten Prothese erfolgen. Bei der inversen Schulterendoprothese wird das natürliche Gelenkprinzip vertauscht. Das bedeutet, es wird eine kugelförmige Komponente, die Glenosphäre, auf der Gelenkpfanne des Schulterblatts befestigt. Am Oberarmknochen wird hingegen eine schalenförmige Pfannenkomponente implantiert. Durch diese Umkehrung des Gelenkaufbaus verändert sich die Biomechanik der Schulter. Im Wesentlichen übernimmt der Deltamuskel im Folgenden die Funktion, den Arm anzuheben. Die inverse Schulterendoprothese bietet eine gute Stabilität der Schulter, die bei einer nicht intakten Rotatorenmanschette normalerweise nicht mehr gesichert ist.
Die Implantate moderner Schulterendoprothesen bestehen meist aus Titan-, Kobalt-Chrom-, Polyethylen- oder Keramikmaterialien mit hoher Belastbarkeit und guter Gewebeverträglichkeit. Je nach Knochenqualität und Implantatsystem erfolgt die Verankerung zementiert oder zementfrei. Zur Zementierung einer Schulterendoprothese wird intraoperativ ein bestimmter Knochenzement auf Basis von polymerem Material (PMMA) angemischt. Zementfreie Implantate besitzen spezielle aufgeraute Oberflächenstrukturen und Beschichtungen, welche ein direktes knöchernes Einwachsen der Prothese in das Knochenbett ermöglichen.
Für die Schulterendoprothetik stehen schaftlose Verankerungen oder verschiedene Schaftvarianten zur Wahl wie beispielsweise Standard- oder Kurzschaftsysteme, welche individuell angepasst an die Anatomie, Knochenqualität und funktionellen Anforderungen des Patienten gewählt werden. Ziel der modernen Schulterendoprothesen ist eine möglichst langlebige, stabile und funktionell natürliche Wiederherstellung des Schultergelenks.
Wie läuft die Implantation einer Schulterendoprothese ab?
Die Implantation einer Schulterendoprothese erfolgt unter stationären Bedingungen in Allgemeinanästhesie. Zur Optimierung der postoperativen Schmerztherapie kann ein regionales Schmerzkatheterverfahren verwendet werden. Bereits präoperativ erfolgt anhand der klinischen Untersuchung sowie radiologischer Bildgebung eine detaillierte Vorbereitung der Operation. Hierbei werden das geeignete Prothesensystem, die wahrscheinlichen Implantatgrößen sowie die notwendige Rekonstruktion der Gelenkmechanik geplant.
Die Implantation einer Schulterendoprothese erfolgt in sogenannter Beach-Chair-Lagerung. Wie der Name erkennen lässt, wird hierfür der Operationstisch in einer strandstuhlähnlichen Position gelagert, sodass der Patient für die Operation aufgesetzt werden kann. Nach der Durchführung entsprechender präoperativer Maßnahmen erfolgt der operative Zugang zum Schultergelenk über einen meist vorderen, etwa 10cm langen Hautschnitt im Bereich der Schulter. Anschließend erfolgt eine präzise und vorsichtige Präparation der einzelnen Gewebsschichten, bei welcher die umliegenden Muskeln und Sehnen sowie neurovaskulären Strukturen sorgfältig dargestellt und größtmöglich geschont werden.
Nach der Eröffnung des Gelenks wird zunächst der zerstörte Oberarmkopf mit einem Sägeschnitt reseziert. Anschließend erfolgt die Präparation des Oberarmknochens (Humerus) zur Aufnahme der Prothesenkomponente. Hierfür wird der Markraum des Humerus schrittweise eröffnet und mithilfe spezieller Raspeln und Aufbereitungsinstrumente an die Form und Größe des Implantats angepasst. Ziel ist eine achsgerechte Positionierung mit optimaler Stabilität der Prothese.
Anschließend erfolgt die Präparation der Gelenkpfanne des Schulterblatts. Geschädigte Knorpelreste werden entfernt, Osteophyten (knöcherne Randanbauten) werden abgetragen und die Glenoidfläche wird mithilfe spezieller Fräsen für die Implantation der Pfannenkomponente vorbereitet.
Bei der anatomischen Schulterendoprothese wird anschließend die Glenoidkomponente in der vorbereiteten Gelenkpfanne verankert. Danach erfolgt die Implantation des definitiven Prothesenschaftes im Oberarmknochen sowie die Befestigung des künstlichen Oberarmkopfes.
Bei der inversen Schulterendoprothese wiederum wird zunächst eine metallische Basisplatte in der Gelenkpfanne des Schulterblatts fixiert. Diese wird mithilfe von Schrauben sicher im Knochen verankert und dient als stabile Grundlage für die spätere Gelenkrekonstruktion. Auf dieser Basisplatte wird anschließend die Glenosphäre befestigt – eine kugelförmige Komponente, welche den neuen Gelenkkopf bildet. Darauffolgend wird der humerale Prothesenschaft implantiert. Auf diesem befestigt der Operateur eine schalenförmige Komponente, in welche wiederum ein spezielles Inlay eingesetzt wird. Dieses Inlay bildet die neue Gleitfläche des Gelenks und artikuliert mit der Glenosphäre.
Vor der endgültigen Implantation der einzelnen Prothesenkomponenten erfolgt immer eine Funktionsprüfung mit einem Probeimplantat. Hierbei achtet der Operateur auf die korrekte Prothesenführung und auf das richtige Verhältnis zwischen Beweglichkeit, Gelenkspannung und Stabilität. Nach einer zufriedenstellenden Kontrolle erfolgt je nach Implantatsystem und Knochenbeschaffenheit, Alter und funktionellen Anforderungen des Patienten die zementierte oder zementfreie Verankerung der definitiven Prothese.
Nach erneuter abschließender Kontrolle der Schulterbeweglichkeit und Stabilität werden blutstillende Maßnahmen durchgeführt und die Operationswunde schichtweise verschlossen. Postoperativ wird eine radiologische Kontrolle durchgeführt, um die regelrechte Lage der implantierten Schulterendoprothese zu dokumentieren.
Im Aufwachraum werden die Vitalparameter des Patienten überwacht und es erfolgt eine angepasste Schmerztherapie. Anschließend wird der Patient auf die Normalstation verlegt.
Wie sieht die Nachbehandlung nach der Implantation einer Schulterendoprothese aus?
Die postoperative Behandlung erfolgt für etwa 4-5 Tage in stationärem und anschließend nachbehandelnd in ambulantem Rahmen über den Hausarzt, weiterbehandelnden Orthopäden oder gegebenenfalls eine Rehabilitationseinrichtung. Nach der Implantation einer Schulterendoprothese orientiert sich die Nachbehandlung an einem individuell angepassten Nachbehandlungsschema, das dem Patienten ausgehändigt wird. Ziel ist die frühzeitige Wiederherstellung von Beweglichkeit, Belastbarkeit und Alltagssicherheit.
In der Regel ist nach der Operation eine Ruhigstellung des Arms mittels einer Bandage bzw. einem Schulterabduktionskissen für etwa 6 Wochen erforderlich. Dieses soll insbesondere zur Nacht getragen werden. Bereits frühzeitig beginnt jedoch unter physiotherapeutischer Anleitung eine kontrollierte Bewegungstherapie, um eine Schultersteife zu vermeiden und die Funktion der Schulter schrittweise wiederherzustellen.
Nach der stationären Entlassung sollte die physiotherapeutische Nachbehandlung konsequent fortgeführt werden. Je nach individuellem Verlauf kann dies ambulant oder im Rahmen einer stationären beziehungsweise ambulanten Anschlussheilbehandlung erfolgen.
Während der Phase der Ruhigstellung ist auch eine überwiegend sitzende beziehungsweise administrative Tätigkeit häufig nur eingeschränkt möglich. Körperlich arbeitende Patienten müssen daher in der Regel mit einer Arbeitsunfähigkeit von etwa 2 bis 4 Monaten rechnen. Das Ziel der Nachbehandlung ist eine möglichst schmerzfreie Wiederherstellung der Beweglichkeit und funktionellen Belastbarkeit des Schultergelenkes sowie eine gute Einheilung der Endoprothese.