Exoprothetik – State of the art

Bei Amputationen im Fussbereich (Chopart/Lisfranc) muss sowohl auf eine ausreichende knöcherne Endbelastbarkeit als auch auf die Entwicklung der Muskelzüge geachtet werden (Abb. 1).

Bei zunehmender Spitzfussstellung ohne ausreichende Endbelastbarkeit muss häufig eine tibio-talo-calcaneare Arthrodese durchgeführt werden.

Bei der Unterschenkel-Amputation sollte die Fibula 2 cm kürzer als die Tibia sein (Abb. 4). Birnenförmige Stümpfe, wie sie postoperativ nicht selten beobachtet werden, müssen mittels Kompression geformt werden, um eine konische Form zu erreichen.

Linke Bildhälfte: Fibula zu lang

Rechte Bildhälfte: Fibula nach erfolgreich durchgeführter Längenkorrektur

Bei Oberschenkelamputationen muss die Knochenlänge des Femurs mindestens 15 cm betragen (gemessen ab Trochanter major), damit die knöcherne Führung für eine adäquate Prothesenversorgung ausreicht (Abb. 6).

Negativbeispiel einer zu kurzen Femurknochenlänge mit zu viel Weichteilüberhang nach Oberschenkelamputation: Die nutzbare Knochenlänge beträgt lediglich 100,20 mm und ist damit für einen suffizienten Prothesenhalt zu kurz. Die Weichteile sind im Verhältnis zur Knochenlänge über ein 1:1-Verhältnis (230,03 mm:100,20 mm) und damit deutlich zu lang.

Der menschliche Fuss bildet die Basis für den aufrechten Gang. Deshalb erstaunt es nicht, dass auch in der Prothetik der Fuss das grundlegende Passteil ist. 

In den letzten Jahrhunderten wurden Fusskonstruktionen vornehmlich aus Holz, Filz, Metall, Gummi und geschäumten Kunststoffen gefertigt. 
Mitte der 1980er Jahre entwickelte der Flugzeugingenieur Van Phillips, Gründer der Firma Flex Foot, eine neue Art Prothesenfüsse. Der selbst durch einen Sportunfall amputierte Van Phillips wollte nicht akzeptieren, dass ein geschäumter Kunststoff-Fuss das Mass aller Dinge sein sollte. 

Aus einem Ski, der aus verschiedenen Verbundwerkstoffen gefertigt war, bastelte er sich den ersten Prototypen. Die ursprüngliche Skiform ist auch bei den heutigen Karbonfüssen noch gut zu erkennen (Abb. 8).

Karbon-Füsse werden oft mit dem Begriff „energiespeichernd“ bezeichnet. Das ist aber falsch. Diese Prothesen haben keinen eingebauten Akku, der geladen wird und der sich beim Gehen wieder entlädt. 
Vielmehr entspricht der Karbon-Fuss einer Feder: Wenn man eine Spiralfeder zusammendrückt, entspannt sie sich mit der gleichen Kraft wieder. Dieses Prinzip wird beim Gehen mit einem Karbon-Fuss genutzt. Von dieser Federwirkung profitieren alle Patienten – nicht nur die jungen, beweglichen, sondern auch die älteren.

Einfach konstruierte Karbon-Füsse sind für hochdynamisches Gehen entwickelt. So besteht z.B. ein Sprint-Fuss nur noch aus einer Vorfussfeder. Für das normale Gehen in der Mobilitätsklasse 3 bis 4 gibt es einfach gehaltene, aber sehr effiziente Fusskonstruktionen (Abb. 9).

Für Komfortgeher werden immer aufwendigere Fusskonstruktionen entwickelt (Abb. 10). Inzwischen werden nicht nur rein mechanische Konstruktionen, sondern auch immer mehr elektromechanische Fusspassteile auf den Markt gebracht. Die E-Mobilität lässt sich auch in der technischen Orthopädie nicht mehr aufhalten.

Kniepassteile sind die kostspieligsten Komponenten der Oberschenkelprothesen, egal ob es rein mechanische oder mikroprozessorunterstützte Gelenke sind. Auf dem Weltmarkt gibt es aktuell ca. 3000 rein mechanische Kniegelenke, ca. 15 Hybrid-Kniegelenke, bei denen nur die Schwungphase gesteuert ist, und 7 mikroprozessorunterstütze mechanische Kniegelenke, die sowohl Schwung- als auch Standphase im Gehzyklus steuern.

Einfache mikroprozessorunterstützte Kniegelenke sind seit 1997 auf dem Markt und gelten seit ca. dem Jahr 2000 als Standard in der Oberschenkelprothetik (Abb. 11). In der Schweiz werden diese Gelenke von den Leistungsträgern leider immer noch als Luxusversorgung bezeichnet und nur in geringer Stückzahl bewilligt.

Komplexere mikroprozessorunterstützte Kniegelenke sind seit 2010 auf dem Markt und gelten als «State of the art» in der Oberschenkelprothetik (Abb. 12). Gemäss den Leistungsträgern in der Schweiz gibt es hierfür aber noch keinen Leistungsauftrag. Die neuesten Rechtsprechungen gehen allerdings in eine andere Richtung: Danach wurden in Einzelfällen bereits entsprechende komplexe Kniegelenksversorgungen richterlich genehmigt.

In den letzten Jahren werden die Bedürfnisse der geriatrischen Patienten in der Prothetik vermehrt beachtet. Seit 2015 gibt es das erste geriatrische einfache mikroprozessorunterstützte mechanische Kniegelenk. Die Unterstützungs-Modi werden genutzt, um das Kniegelenk den aktuellen Bedürfnissen des Patienten anzupassen.

Die Vorteile dieses Kniegelenks nützen nicht nur alten Patienten, sondern auch jungen Patienten in der Rehabilitationsphase oder Patienten, die im täglichen Leben mit einer Oberschenkelprothese viel Unterstützung benötigen, z.B. beim Aufstehen und Hinsetzen (Abb. 13). Die Zukunft der Prothetik der unteren Extremität heisst Verbindung von intelligenten Passteilen.

Die heutigen Anbindungssysteme aus Liner, Verschluss- oder Vakuumsystemen basieren auf der Liner-Entwicklung in den 1980er-Jahren von Össur Kristinsson. Er war selbst unterschenkelamputiert und Orthopädietechniker und wollte eine bessere Anbindung von der Prothese zum Anwender schaffen. Der Liner aus Silikon gilt bis heute als Stand der Technik, einige Verschluss- und Vakuumsysteme sind in der Zwischenzeit hinzugekommen.

In der Unterschenkelprothetik werden mehr als 90 % der Patienten mit Liner versorgt, da hier die knöchernen Strukturen am Stumpf besonders empfindlich sind (Abb. 18).

In der Oberschenkelprothetik und der Prothetik der oberen Extremität werden 50 % der Patienten klassisch ohne Liner und 50 % mit Liner versorgt. In diesen Bereichen etabliert sich der individuell hergestellte HTV (HochTemperaturVernetzte)-Silikoninnenschaft immer mehr, da man damit eine noch bessere Anbindung erzielt als mit einem Liner (Abb. 19).

Obwohl die Vertreter der eingangs genannten einzelnen Berufsgruppen unterschiedliche Sichtweisen haben, verfolgen sie bei der gemeinsamen Arbeit am und mit dem Patienten immer dasselbe Ziel: ein für den Patienten optimales Versorgungsergebnis. Dabei stellt die Schnittstelle «Mensch/Maschine» nach wie vor die grösste Herausforderung dar. Prothesenträger benötigen oft eine lebenslange Begleitung und Betreuung, da sich ihre Bedürfnisse und Ansprüche mit den Lebensphasen verändern und dementsprechend die notwendige oder gewünschte Exoprothetik angepasst werden muss.
Das perfekte Anbindungssystem zwischen Mensch und Prothese gibt es noch nicht, aber mit der Entwicklung von neuen Geweben wird es auch hier in Zukunft bessere Lösungen geben. Die Passteile können immer mehr Funktionen ausüben, und sie werden in der Zukunft mehr miteinander kommunizieren. Auch die Anbindung an das menschliche Nervensystem wird erforscht. Die E-Mobilität hält auch Einzug in der technischen Orthopädie, bedeutet aber auch, dass die Prothesen immer schwerer werden. Ebenso werden die Kosten für die «intelligenten» Passteile steigen.

Ein moderner und korrekter Schaftbau ist der Schlüssel zum Erfolg, und eine anatomische Schaftgestaltung ist Pflicht, um die Bewegungsfreiheit des Anwenders nicht zu limitieren. Eine erfolgreiche Versorgung und damit eine gelungene Reintegration ist ökonomisch gesehen das angestrebte Endziel nach einer Amputation. Allerdings ist nicht jeder Patient versorgbar. Die besten Voraussetzungen für eine gute prothetische Versorgung schafft der amputierende Arzt. Dies kann er nur, wenn er die heutigen orthopädietechnischen Versorgungen kennt.

Passteile sind Medizinprodukte und werden nach gesetzlichen Vorschriften geprüft und zugelassen. Die Medizinprodukte-Verordnung regelt in der Schweiz den Einsatz dieser Passteile, nicht der Leistungsträger oder dessen Kontrollorgane. Die Patienten streben in der Regel eine maximale Versorgung sowie die bestmögliche Integration in die Gesellschaft an, manchmal auch verbunden mit dem Wunsch nach einer grösstmöglichen Rentenzahlung. Diese Interessen stehen den «WZW»-Kriterien der Versicherungen bisweilen konträr gegenüber.