Kurzschaft, Geradschaft, anatomischer Schaft: freie Wahl oder Empfehlungen?

Zusammenfassung

Die Ziele der Hüftendoprothetik sind vielfältig. Neben dem Hauptziel der Schmerzfreiheit spielt vor allem die Primär- und langfristige Stabilität, die Rekonstruktion der Anatomie und die Wiedererlangung der Funktion eine entscheidende Rolle. Eine Vielzahl von Prothesentypen, die unterschiedliche Verankerungskonzepte verfolgen, ist auf dem Markt. Der folgende Beitrag will versuchen, die Unterschiede zwischen den Schafttypen aufzuzeigen und damit eine Entscheidungshilfe bei der Wahl zwischen den einzelnen Schafttypen zu geben. Der Geradschaft ist symmetrisch und verankert sich in Abhängigkeit von seiner Form sowohl meta- als auch diaphysär. Je weiter die Verankerung im diaphysären Bereich angesiedelt ist, umso größer ist die Gefahr des Stress-Shieldings. Der anatomische Schaft ist ein Geradschaft, der zusätzlich das Ziel hat, dem Femurmarkraum volumetrisch zu folgen bzw. diesen in der Form des Schaftkörpers als Gegenstück abzubilden. Damit soll auch die natürliche Krafteinleitung wieder hergestellt werden. Diese Passgenauigkeit hat aber auch ihre Grenzen, denn Femora weisen anatomische Unterschiede auf. Kurzschäfte zeichnen sich primär dadurch aus, dass sie eine geringere Länge aufweisen als die Standardschäfte. Wie die Geradschäfte unterscheiden sich die Kurzschäfte in ihrem Design und damit in ihren Verankerungshöhen, was wiederum Auswirkungen auf die Biomechanik hat. Neben den verschiedenen Schafttypen gilt es, die unterschiedlichen Morphologien zu differenzieren. Vor allem bei jüngeren Patienten findet man eine sekundäre Koxarthrose infolge von kongenitalen Hüftdysplasien, Morbus Perthes, Epiphysiolysis capitis femoris oder posttraumatischen Veränderungen. Auch ohne Voroperationen oder angeborene Deformitäten zeigen sich verschieden Formtypen des Femurs auch bei älteren Patienten, wie z. B. die Varianten nach Dorr. Der Operateur sollte daher bei der Schaftwahl sowohl biomechanische Aspekte als auch patientenspezifische Faktoren berücksichtigen, um den optimalen Schafttyp für den Patienten zu finden. Dabei sollten Primär- und Langzeitstabilität im Fokus stehen.

Abstract

The main goal of total hip arthroplasty is to reduce pain. But function, stability, and longevity are also of major importance. Since the inauguration of modern total hip arthroplasty by Charnley, the designs of stems has undergone many changes. The following paper concerns the straight stem, the anatomical stem and the short stem in total hip arthroplasty. It attempts to answer the question as to whether there is a recommendation for the use of a special stem. The straight stem is the oldest of these stem types. Depending on the particular design, the anchorage of these stems may lie in the metaphyseal or the diaphyseal parts of the femur. The closer the contact of the stem is to the diaphyseal part, the greater is the risk of stress shielding. The anatomical stem attempts to match the geometry of the proximal femoral endosteal. This can be helpful to reconstruct the natural load bearing but has also limitations in fitting. The short stem was designed to achieve an anatomical pattern of stress distribution, resection of less bone and reduction in thigh pain. There are additional differences between the designs. But not only the stem design has to be considered. The proximal part of the femur exhibits a great variety of morphologies. Whereas younger patients mostly have secondary osteoarthritis due to deformities, elderly patients may have changes in morphology due e.g. osteoporosis. Depending on these patient-specific factors and bearing biomechanical aspects in mind, the surgeon must choose the stem design. This may require different stem designs with different mechanisms of fixation.

Schlüsselwörter

Geradschaft - Kurzschaft - anatomischer Schaft - Totalendoprothese - Hüfte

Key words

short stem - anatomical stem - straight stem - total hip arthroplasty - biomechanics hip

• Literatur

• 1 Khanuja HS, Vakil JJ, Goddard MS. et al. Cementless femoral fixation in total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg Am 2011; 93: 500-509
• 2 Carlson SW, Liu SS, Callaghan JJ. Not all cementless femoral stems are created equal but the results may be comparable. Bone Joint J 2017; 99-B: 14-17
• 3 Kumar A, Bloch BV, Esler C. Trends in total hip arthroplasty in young patients – results from a regional register. Hip Int 2017; 27: 443-448
• 4 Feyen H, Shimmin AJ. Is the length of the femoral component important in primary total hip replacement?. Bone Joint J 2014; 96-B: 442-448
• 5 Karrholm J. . Acta Orthop 2010; 81: 3-4 http://www.shpr.se
• 6 Charnley J. Arthroplasty of the hip. A new operation. Lancet 1961; 1: 1129-1132
• 7 Noble PC, Alexander JW, Lindahl LJ. et al. The anatomic basis of femoral component design. Clin Orthop Relat Res 1988; (235) 148-165
• 8 Dorr LD, Faugere MC, Mackel AM. et al. Structural and cellular assessment of bone quality of proximal femur. Bone 1993; 14: 231-242
• 9 Berry DJ. Total hip arthroplasty in patients with proximal femoral deformity. Clin Orthop Relat Res 1999; (369) 262-272
• 10 Sariali E, Mouttet A, Mordasini P. et al. High 10-year survival rate with an anatomic cementless stem (SPS). Clin Orthop Relat Res 2012; 470: 1941-1949
• 11 Morrey BF. Short-stemmed uncemented femoral component for primary hip arthroplasty. Clin Orthop Relat Res 1989; (249) 169-175
• 12 Callaghan JJ, Fulghum CS, Glisson RR. et al. The effect of femoral stem geometry on interface motion in uncemented porous-coated total hip prostheses. Comparison of straight-stem and curved-stem designs. J Bone Joint Surg Am 1992; 74: 839-848
• 13 Windhagen H, Chincisan A, Choi HF. et al. Soft-tissue balance in short and straight stem total hip arthroplasty. Orthopedics 2015; 38: S14-S20
• 14 de Boer FA, Sariali E. Comparison of anatomic vs. straight femoral stem design in total hip replacement – femoral canal fill in vivo. Hip Int 2017; 27: 241-244
• 15 Renkawitz T, Santori FS, Grifka J. et al. A new short uncemented, proximally fixed anatomic femoral implant with a prominent lateral flare: design rationals and study design of an international clinical trial. BMC Musculoskelet Disord 2008; 9: 147
• 16 Epasto G, Foti A, Guglielmino E. et al. Total hip arthroplasty by using a cementless ultrashort stem: a subject-specific finite element analysis for a young patient clinical case. Proc Inst Mech Eng H 2013; 227: 757-766
• 17 Ishaque BA, Donle E, Gils J. et al. [Eight-year results of the femoral neck prosthesis ESKA-CUT]. Z Orthop Unfall 2009; 147: 158-165
• 18 Noble PC, Kamaric E, Sugano N. et al. Three-dimensional shape of the dysplastic femur: implications for THR. Clin Orthop Relat Res 2003; (417) 27-40
• 19 Gustke K. Short stems for total hip arthroplasty: initial experience with the Fitmore stem. J Bone Joint Surg Br 2012; 94: 47-51
• 20 Decking R, Rokahr C, Zurstegge M. et al. Maintenance of bone mineral density after implantation of a femoral neck hip prosthesis. BMC Musculoskelet Disord 2008; 9: 17
• 21 Chen HH, Morrey BF, An KN. et al. Bone remodeling characteristics of a short-stemmed total hip replacement. J Arthroplasty 2009; 24: 945-950
• 22 Lerch M, von der Haar-Tran A, Windhagen H. et al. Bone remodelling around the Metha short stem in total hip arthroplasty: a prospective dual-energy X-ray absorptiometry study. Int Orthop 2012; 36: 533-538
• 23 Jahnke A, Engl S, Altmeyer C. et al. Changes of periprosthetic bone density after a cementless short hip stem: a clinical and radiological analysis. Int Orthop 2014; 38: 2045-2050
• 24 von Lewinski G, Floerkemeier T. 10-year experience with short stem total hip arthroplasty. Orthopedics 2015; 38: S51-S56
• 25 Schwarze M, Budde S, von Lewinski G. et al. No effect of conventional vs. minimally invasive surgical approach on clinical outcome and migration of a short stem total hip prosthesis at 2-year follow-up: A randomized controlled study. Clin Biomech (Bristol, Avon) 2018; 51: 105-112
• 26 Karrholm J. Radiostereometric analysis of early implant migration – a valuable tool to ensure proper introduction of new implants. Acta Orthop 2012; 83: 551-552
• 27 Krismer M, Biedermann R, Stöckl B. et al. The prediction of failure of the stem in THR by measurement of early migration using EBRA-FCA. Einzel-Bild-Roentgen-Analyse-femoral component analysis. J Bone Joint Surg Br 1999; 81: 273-280
• 28 Meding JB, Ritter MA, Keating EM. et al. Twenty-year followup of an uncemented stem in primary THA. Clin Orthop Relat Res 2015; 473: 543-548
• 29 McLaughlin JR, Lee KR. Total hip arthroplasty with an uncemented tapered femoral component. J Bone Joint Surg Am 2008; 90: 1290-1296
• 30 Prins W, Goosen JH, Kollen BJ. et al. Long-term outcomes of the Bi-Metric proximally hydroxyapatite-coated femoral stem. Hip Int 2016; 26: 392-396
• 31 Pisecky L, Hipmair G, Schauer B. et al. 30-years of experience with the cementless implanted Alloclassic total hip arthroplasty system – An ultra-long-term follow-up. J Orthop 2018; 15: 18-23
• 32 Muller LA, Wenger N, Schramm M. et al. Seventeen-year survival of the cementless CLS Spotorno stem. Arch Orthop Trauma Surg 2010; 130: 269-275
• 33 Harris M, Dorr LD, Wan Z. et al. Total hip arthroplasty with the APR stem and cup follow-up of a previous report. J Arthroplasty 2005; 20: 828-831
• 34 Kim YH. The results of a proximally-coated cementless femoral component in total hip replacement: a five- to 12-year follow-up. J Bone Joint Surg Br 2008; 90: 299-305
• 35 Bruzzone M, La Russa M, Garzaro G. et al. Long-term results of cementless anatomic total hip replacement in dysplastic hips. Chir Organi Mov 2009; 93: 131-136
• 36 van Oldenrijk J, Molleman J, Klaver M. et al. Revision rate after short-stem total hip arthroplasty: a systematic review of 49 studies. Acta Orthop 2014; 85: 250-258
• 37 Schnurr C, Schellen B, Dargel J. et al. Low short-stem revision rates: 1–11 year results from 1888 total hip arthroplasties. J Arthroplasty 2017; 32: 487-493