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Fragestellung: Künstliche Gelenkimplantate sind kontinuierlichen Verschleiß- und Korrosionsprozessen ausgesetzt, die zu einer Freisetzung von Abriebpartikeln und Ionen führen mit bislang unbekannten Langzeitfolgen. Im Vergleich zur Metall-Metall-Gleitpaarung der Hüftendoprothetik findet die Artikulation im künstlichen Kniegelenk zwischen den metallischen Komponenten und dem Polyethylen Inlay statt. Allerdings findet auch an den metallischen femoralen Komponenten ein kontinuierlicher Verschleiß statt und die Oberflächen bieten eine große Reaktionsfläche für korrosive Prozesse. Die Menge und Zusammensetzung dieser Ionen bei Patienten mit einer Knietotalendoprothese (KTEP) sind bislang nur unzureichend untersucht worden. Das Ziel dieser prospektiven Studie war es, die Freisetzung von Metallionen und deren Konzentration bei Patienten nach einer KTEP im zeitlichen Verlauf zu bestimmen.

Methodik: 25 Patienten (13m:12w, 65 ± 10.6 Jahren) bei denen die Implantation einer KTEP (PFC® Sigma, DePuy) geplant war, wurden in diese prospektive Studie eingeschlossen. Die Blutabnahmen erfolgten prä- und postoperativ nach 1, 6, 12, 24 Wochen, 1 Jahr. Die Konzentration der Metallionen im Serum wurde mittels Massenspektrometrie analysiert. Klinische Daten, Funktionsscores und die durchschnittlichen Schrittzahl wurden ebenfalls erfasst. Weiterhin erfolgte eine radiologische Analyse der Implantatlage 1 Jahr postoperativ. Darüber hinaus wurden Korrelationen zwischen Metallionenkonzentrationen und den klinischen Scores, sowie der Schrittzahl durchgeführt. Die statistische Analyse erfolgte mittels Wilcoxon-Test und Pearson Korrelation.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Implantation der KTEP führte zu einem signifikanten Anstieg (p<0.001) der Serumkonzentrationen aller Metallionen außer Molybdän im postoperativen Verlauf. Die Verläufe der Metallionenkonzentrationen zeigten einen ersten Peak zwischen der ersten und zwölften Woche nach KTEP Implantation (Chrom: 0,42 ± 0,03 µg/l, Cobalt: 0,19 ± 0,02 µg/l, Vanadium: 0,08 ± 0,04 µg/l, Nickel: 1,72 ± 0,13 µg/l, Titan: 2,38 ± 0,35 µg/l, gefolgt von einem zweiten höheren Peak ein Jahr postoperativ (Chrom: 0,45 ± 0,15 µg/l, Cobalt: 0,32 ± 0,05 µg/l, Vanadium: 0,08 ± 0,04 µg/l, Nickel: 2,8 ± 0,7 µg/l und Titan: 2,1 ± 0,66 µg/l. Die Ein-Jahres-Werte waren im Vergleich zum ersten Peak signifikant erhöht (p=0.001). Ein Jahr postoperativ lag noch kein Plateau für die Metallionenkonzentrationen vor. Unsere Daten zeigen, dass es auch nach einer KTEP Implantation zu einem signifikanten Anstieg der Metallionenkonzentrationen im Organismus kommt. Durch die engmaschige Analyse haben wir zum ersten Mal den zeitlichen Verlauf der Metallionenkonzentrationen innerhalb des ersten Jahres postoperativ beschrieben. Die Werte sind niedriger als in der Hüftendoprothetik, allerdings war ein Jahr postoperativ noch kein Plateau erreicht, so dass eine weitere Akkumulation möglich ist. Diese Daten können zum besseren Verständnis der Mechanismen zur Ionenfreisetzung in der Knieendoprothetik beitragen.