In vivo Analyse der femoro-tibialen Translation nach Implantation einer Knietotalendoprothese

Abstract

Einleitung: Viele kreuzbanderhaltende Knieprothesen- Systeme zeigen eine paradoxe anteriore Translation („rollforward“). Dieser Umstand erhöht den patello- femoralen Anpressdruck, was in vorderem Knieschmerz resultieren kann. Aktuelle Prothesendesigns sollen durch eine modifizierte Geometrie der Femurkomponente eine Annäherung an die physiologische Kinematik zeigen. In-vitro-Studien lieferten den Nachweis eines femoralen „rollback“. Bisher existieren noch keine in-vivo-Studien zu dieser Thematik. Das Ziel der Arbeit ist es, die femoro- tibiale anterior-posteriore Translation während der aktiven Bewegung in vivo zu analysieren. Es erfolgte der Vergleich zwischen einem konventionellen („J- Curve“- Design) und einem modernen („G- Curve“- Design) Prothesendesign. Methodik: Die retrospektive Studie wurde bei 30 Patienten durchgeführt, die sich einer Knieprothesenimplantation unter Verwendung eines „G-Curve“- Designs (n=20) oder eines „J-Curve“- Designs (n=10) mit mobiler Plattform unterzogen haben. Die Auswertung des femoralen „rollback“ in Millimetern wurde 24 Monate postoperativ während belasteter und unbelasteter Aktivität anhand der 3D-CAD basierten Fluoroskopie- Analyse untersucht. Alle Patienten beantworteten die Fragebögen WOMAC, KOOS, SF-36 und PKIP. Ergebnisse: Die Analysen der distalen medialen und lateralen Punkte auf dem Tibiaplateau während unbelasteter Flexion zeigten im Attune- Prothesensystem ein signifikantes „rollback“ (p=0,001) ab 60° Kniebeugung. Zudem zeigte die laterale Kondyle der „G-Curve“- Prothese ein stärkeres Ausmaß des „rollback“, während die laterale Kondyle der „J-Curve“- Prothese ein „rollforward“ zeigte. Die Analyse der Fragebögen zeigte keine signifikanten Unterschiede in beiden Gruppen. Schlussfolgerung: Die zwei Jahre postoperativ erhobenen Ergebnisse konnten einen signifikanten Unterschied in der femoro- tibialen Translation zwischen „G-Curve“- Prothese und „J-Curve“- Prothese in vivo zeigen. Die „G-Curve“- Prothese führte sowohl zu einem verstärkten lateralen „rollback“ als auch zu einer Elimination des paradoxen medialen „rollforward“ wie bei der „J-Curve“- Prothese. Weitere kinematische Vergleiche verschiedener Prothesendesigns könnten folgen, um die Auswirkungen der Designanpassungen auf die femoro- tibiale Translation in vivo und letztlich auf das klinische Ergebnis und das Prothesenüberleben zu überprüfen.

Introduction: Conventional cruciate retaining total knee arthroplasty (TKA) designs showed a paradoxically rollforward, which leads to anterior knee pain. Despite the improvements in TKA, a substantial number of patients remain unsatisfied. Changes of the physiological knee kinematics by TKA was debated to be responsible for this dissatisfaction. Recently TKA systems with a modified geometry were developed to mimic a more physiological femoral rollback during flexion, which could be proven in in vitro studies, yet. As such, the current study evaluated the in vivo kinematics in patients who underwent a cruciate retaining gradually changing femoral radius (“G-curve”) against a cruciate retaining conventional changing femoral radius (“J-curve”) geometry TKA design. Methods: In this retrospective study, 30 Patients were included who underwent TKA with a “G-curve”- design (n=20) or a “J-curve”- design (n=10). The analysis of the femoral rollback was performed 24 months after index surgery by 3D- CAD based single plane fluoroscopic analysis during loaded and unloaded squat activity. All patients answered the questionnaires WOMAC, KOOS, SF-36 and PKIP. Results: The analysis of the medial and lateral points on the tibia plateau during the unloaded flexion-extension revealed a significant difference in femoral rollback in G-curve TKA (p=0.001) above 60° of knee flexion. Moreover, the lateral condyle of the G-curve showed a higher extent of femoral rollback while the lateral condyle of the J-curve rolling forward. The analysis of the questionnaires showed no significant differences between both groups. Conclusion: Compared to the J-Curve system, the G-curve TKA showed significant differences in femoro-tibial translation two years post- operative in vivo. The G-curve could at once increase the lateral rollback and eliminate the paradoxical medial rollforward existent in the J-curve design. Further kinematic comparisons between designs of prostheses could follow, to show the effects of the design changes in vivo and in conclusion on the patients satisfaction.