Vergleich zwischen Arthrodese und Endoprothese im oberen Sprunggelenk im Hinblick auf Anschlussdegenerationen (Druckänderung im Chopartgelenk)

Abstract

Das Implantieren einer Endoprothese im oberen Sprunggelenk bei bestehender Gelenkarthrose ist ein Thema, welches in den letzten Jahren mit zunehmender Intensität diskutiert wird. Bis heute wird die Arthrodese des oberen Sprunggelenks von vielen Autoren als Goldstandart für die Therapie der schmerzhaften Veränderungen im oberen Sprunggelenk angesehen. Doch wie sich mittlerweile in vielen Studien gezeigt hat steht mit der Sprunggelenkprothese, dank verbessertem Design, besseren OP-Methoden, mehr Erfahrung der Operateure und längerer Lebensdauer der verwendeten Materialien, eine Alternative zur Verfügung die immer häufigere und erfolgreichere Verwendung findet.

In dieser Arbeit wurde die Arthrodese mit der Sprunggelenkendoprothese im Hinblick auf die Anschlussdegenerationen im Chopart-Gelenk, die bis heute ein großes Problem bei der Versteifung des oberen Sprunggelenks darstellen, verglichen. Diese Studie wurde an Leichenfüßen durchgeführt.

Nachdem wir eine S.T.A.R-Prothese in das obere Sprunggelenk eingebracht hatten, konnten wir nur geringe Änderungen im Chopart-Gelenk messen. Bei allen drei Auswertungen der aufgezeichneten Daten bezüglich Kraft, Druck und Maximaldruck konnte man erkennen, dass sich die Belastungsverhältnisse im Talonavikulargelenk und im Calcaneocuboidgelenk verringerten (gemittelter Maximaldruck während des Abstoßvorganges im Talonavikulargelenk: Nativ: 3699 kPa, mit Prothese: 3495 kPa; im Calcaneocuboidgelenk: Nativ: 3757 kPa, mit Prothese: 3309 kPa). Im Gegensatz dazu zeigte sich bei der Messung mit eingebrachter OSG-Arthrodese eine Zunahme der Belastung in den medialen Anteilen des Chopart-Gelenks und einer Abnahme in den lateralen Anteilen bei allen drei Auswertungen. Diese Ergebnisse wurden, in der Hauptbelastungsphase des Abrollvorgangs, während des Abstoßens des Vorfußes vom Boden noch deutlicher (gemittelter Maximaldruck während des Abstoßvorganges im Talonavikulargelenk: Nativ: 3699 kPa, mit Arthrodese: 4044 kPa; im Calcaneocuboidgelenk: Nativ: 3757 kPa, mit Arthrodese: 2785 kPa). Durch biomechanische Veränderungen des Bewegungsablaufes – Steigerung des Bewegungsausmaßes im Chopart-Gelenk, eine vermehrte Eversion des Rückfußes und eine zunehmende Tibiarotation – kommt es mit einer OSG-Arthrodese zu dieser Kraftverteilung im Chopart-Gelenk. In dieser Arbeit konnte somit gezeigt werden, dass sich durch das Einbringen einer Prothese im oberen Sprunggelenk die Belastung für die anschließenden Gelenke (Talonavikulargelenk und Calcaneocuboidgelenk) reduzierte. Man kann daher davon ausgehen, dass die Prothese, auch wenn sie nicht das volle Ausmaß der Bewegung des oberen Sprunggelenks nachempfinden kann, Vorteile im Hinblick auf die Anschlussdegenerationen hat.

The implantation of a total ankle replacement in the upper ankle joint with existing osteoarthritis is subject of discussion over the last years. Till today many authors consider the arthrodesis as the gold standard in therapy of painful osteoarthritis in the upper ankle joint. However, results of many studies showed that the total ankle replacement became a more and more frequent and successfully used alternative due to improved designs, better surgical methods, more experienced surgeons and extended lifetime of the used materials.

In our study we performed a comparison of arthrodesis and total ankle replacement in the upper ankle joint with special regard to subsequent degeneration in the chopart joint, which is still a main problem of the arthrodesis method. For the study we used cadaver feet.

After implantation of a S.T.A.R® –total ankle replacement in the upper ankle joint only little changes of pressure could be observed in the chopart joint. Regarding force, pressure and maximum pressure, all three evaluations showed decreasing load conditions in the talonavicular and calcaneocuboid joint (median maximum pressure during stance-phase of walking in the talonavicular joint: nativ: 3699 kPa, with total ankle replacement: 3495 kPa; in the calcaneocuboid joint: nativ: 3757 kPa, with total ankle replacement: 3309 kPa). Contrary to these findings, the measurements after arthrodesis showed increasing load levels in the medial part and decreasing load levels in the lateral part of the chopart joint in all three performed evaluations. These results were even more evident during lifting of the forefoot from the ground, the main load phase of the stance-phase of walking (median maximum pressure during stance-phase of walking in the talonavicular joint: nativ: 3699 kPa, with arthrodesis: 4044 kPa; in the calcaneocuboid joint: nativ: 3757 kPa, with arthrodesis: 2785 kPa). This specific load distribution in the chopart joint is the result of biomechanical changes in the motion sequence– raise of motion dimension in the chopart joint, increasing eversion in the hindfoot and rotation of the tibia - after arthrodesis in the upper ankle joint.

Our study was able to show that after implantation of a total ankle replacement in the upper ankle joint the load in adjacent joints (talonavicular joint and calcaneocuboid joint) could be reduced. Therefore, we assume that the use of a total ankle replacement, despite not reaching the physiological motion dimension in the upper ankle joint, has advantages regarding subsequent degeneration of adjacent joints compared to arthrodesis.