Endoprothetik-Chirurgie: zwischen moderner und klassischer OP-Technik

Wer auf ein künstliches Gelenk angewiesen ist, muss sich einer Operation unterziehen. Zwischen Roboter, herkömmlicher oder minimal-invasiver Operationstechnik müssen Arzt und Patient gemeinsam entscheiden, welche Operationsmethode am geeignetsten ist. Hierbei sollen post-operative Risiken möglichst gering gehalten werden und Vorteile überwiegen.

Vor dem Hintergrund der Digitalisierung sind 1992 ROBODOC und 1998 das Orthopädiesystem "Computer Assisted Surgical Planning and Robotics", auch CASPAR genannt, zum ersten Mal eingesetzt worden. Sie galten als unverzichtbare Operationstechnik in der Chirurgie. Das Ausfräßen des Oberschenkelknochens, wofür bisher der Operateur zuständig war, führte nun ein Roboter durch. Zunächst wird auf Grundlage von CT-Scans der Hüfte des Patienten ein 3D-Modell der Endoprothese erstellt. Auf Basis dieses Modells berechnet der Roboter eine individuelle Fräsbahn, sodass letztendlich die Endoprothese auf den natürlichen Knochen passgenau implantiert werden kann. Dennoch haben sich ROBODOC und CASPAR nicht bewährt. Einer der Gründe: Sie waren zu groß und unhandlich. Zudem konnten Sie den Knochen präzise ausfräsen, jedoch hatten sie kein Gefühl für die Knochendichte, durch die der Operateur normalerweise feststellen kann, ob die Prothese fest genug im Knochen verankert ist. Weiterhin war der Roboter auf den Knochen ausgerichtet und beachtete nicht die Muskulatur. Wird diese beschädigt, hatte das langandauernde Schmerzen und eine Gehbehinderung des Patienten zur Folge.

Dennoch sind im Zeitalter der Digitalisierung Roboter in der Chirurgie gefragt. Im Gegensatz zur ersten Robotergeneration, der ROBODOC und CASPAR angehört haben, befindet sich die Medizin heute in der dritten Robotergeneration. Diese Roboter sind nicht nur kleiner, sondern können mit Blick auf Implantation von Endoprothesen zum Beispiel Knochenzement vom Knochen unterscheiden. Diese Fähigkeit besitzt ein Arzt nicht. Der Vorteil besteht darin, dass der Roboter den Zement aus dem Knochen entfernen kann und der Knochen dabei nur gering oder gar nicht beschädigt wird. In Kombination mit einem Navigationssystem kann der Roboter sogar Zementreste aus verborgenen Stellen entfernen – solche Stellen sind für einen Arzt kaum zugänglich und mit dem bloßen Auge nicht sichtbar. Zudem besitzen Roboter eine schnellere Reaktionsfähigkeit als der Mensch.

Wann Doc Roboter Vertrauen statt Misstrauen und Ablehnung seitens der Patienten gewinnt, ist eine Frage der Zeit und Technik. Eine detaillierte Aufklärung des Arztes kann jedoch hilfreich sein.

Die Operation einer Hüftendoprothese kann bis zu zwei Stunden dauern und hängt im Wesentlichen von der Erfahrung und dem Geschick des Operateurs ab. Die Wahl der Operationsmethode ist die Basis für eine schnelle und problemlose Heilung des künstlichen Gelenks. Zwei Methoden können bei einer Hüftoperation zur Anwendung kommen.  

Zum einen gibt es die herkömmliche Operationsmethode. Diese wird entweder unter Vollnarkose oder Spinalanästhesie, einer Betäubung von Rückenmarksnerven, durchgeführt. Der beschädigte Hüftknochen oder die kranken Knochenanteile werden zunächst vom Chirurgen entfernt. Bevor das Implantat eingesetzt werden kann, muss die Knorpelfläche des Beckens entsprechend ausgefräst werden. Handelt es sich bei der Endoprothese um eine zementierte Variante, so wird sie in den Knochen gepresst, die zementfreien Variante muss in den natürlichen Knochen einwachsen.

Bei der minimal-invasiven Operationsmethode wird die Hüftendoprothese durch eine natürliche Lücke der Muskeln an der entsprechenden Stelle implantiert. Muskeln, Gewebe und Sehnen bleiben hierbei verschont. Im Vergleich zur herkömmlichen bietet die minimal-invasive Operationsmethode diverse Vorteile. Da nur ein kleiner Hautschnitt während der Operation notwendig ist, der Patient wenig Blut verliert und das umliegende Gewebe wenig bis kaum geschädigt wird, kann der Patient sich nach der Operation schnell wieder erholen, hat weniger Schmerzen, und kann schneller wieder aktiv werden. Zudem ist diese Methode für jede Altersgruppe geeignet.

Häufig sind nach einer Implantation von Endoprothesen Folgeoperationen nötig. Grund hierfür sind Entzündungen nach Prothesenlockerungen. Um dem entgegenzuwirken, haben sich elf Forschungs- und Industriepartner im Projekt EvPro zusammengeschlossen und eine biologisch aktive Beschichtung entwickelt. Sie soll dabei helfen, dass Endoprothesen besser in den Knochen einwachsen können. Die Beschichtungen besitzen die Fähigkeit, Entzündungen an der Oberfläche der Endoprothese zu kontrollieren und fördern zugleich die Regeneration der Knochen. Eine Kombination aus abbaubarem, anpassungsfähigem und nanofunktionalisiertem Biomaterial mit extrazellulären Vesikeln - kleine intrazelluläre Bläschen, die von einer Proteinhülle umgeben sind - macht es möglich. Diese Beschichtung wird auf dem Implantat angebracht. Das Projekt soll im Dezember 2022 abgeschlossen werden. Ziel ist es, Risiken nach der Implantation von Endoprothesen zu minimieren und die Anzahl nachfolgender medizinischer Behandlungen zu reduzieren.

Sowohl bei einer Erstimplantation, als auch einer Folgeimplantation, ist eine minimal-invasive OP-Methode deutlich effektiver als eine herkömmliche und birgt weniger Risiken für den Patienten. Kommt ein Roboter zum Einsatz, so kann dieser effektiv assistieren, die Hände des Arztes sind jedoch ohne Zweifel feinfühliger. Zudem kann die menschliche Entscheidungsfähigkeit nicht einfach programmiert werden. Aber wird dies so bleiben? Bis ein Roboter eine Operation allein durchführen kann und den individuellen Patienten berücksichtigt, ist es noch ein langer Weg. Vorerst sind jedoch die Hände, die Erfahrungen und das Geschick des Arztes im Operationssaal unverzichtbar.