Wie KI, Personalisierung und Robotik die Endoprothetik verändern

Früher orientierten sich Ärztinnen und Ärzte beim Ersatz eines Kniegelenkes an einem Einheitsprinzip, das sich nach dem Ideal eines geraden Beins richtete. Da aber viele Menschen z. B. X- oder O-Beine besitzen, passt diese Standardisierung nur bei etwa 15 % der Bevölkerung. „Das könnte erklären, warum trotz guter Implantate und fortgeschrittener OP-Techniken rund 5 bis 20 % der Betroffenen kein ‚vergessenes Knie‘ erreichen – ein Knie, das sich im Alltag nicht mehr künstlich anfühlt“, sagte AE-Vizepräsident Prof. Rüdiger von Eisenhart-Rothe, München.

Neue Operationstechniken beachten nun die individuelle Beinachse, die ursprüngliche Spannung der Bänder und die persönlichen Bewegungsmuster (s. Abb. 1). Studien zeigen, dass ein Patient, der eine Knieprothese bekommt, die zu seiner individuellen Anatomie passt, zufriedener ist und diese eine bessere Funktion aufweist. Doch zurzeit ist noch unklar, welche Knieprothese zu wem passt. „Allein in der Frontalansicht sind über 100 unterschiedliche knöcherne Varianten beschrieben – hinzu kommen weitere Unterschiede in den Bändern und in der Bewegung des Knies“, sagte von Eisenhart-Rothe.

Bei einer Knieoperation entstehen große Mengen an Daten wie Röntgen- oder CT-Bilder, Bewegungsanalysen, Messdaten während des Eingriffs und die tatsächliche Implantatposition. Diese könnten laut von Eisenhart-Rothe von einer KI verwendet werden. „Neu ist auch die Nutzung von Bewegungsdaten aus Alltagssensoren, wie sogenannte Wearables, die Gangbilder erfassen. Sie könnten langfristig sogar aussagekräftiger sein als statische Röntgenbilder, wenn es darum geht, wie gut eine Prothese wirklich funktioniert“, so der Experte.

Ziel ist es nun, eine Datenbank digitaler Zwillinge aufzubauen. Diese könnte zeigen, welche anatomischen Typen es gibt, welche Operationstechnik bei welchem Profil am besten funktioniert und welche Faktoren langfristig zu guten Ergebnissen führen. „Dieses lernende Modell hilft vorherzusagen: Welche Prothesenposition und welche Technik führen bei einer Person mit bestimmten Merkmalen am wahrscheinlichsten zum besten Ergebnis?“ so von Eisenhart-Rothe. Bei der Umsetzung im OP könnten Roboter helfen. „Sie schneiden nicht selbst. Sie helfen Chirurginnen und Chirurgen jedoch dabei, die Operation millimetergenau zu planen, während des Eingriffs präziser zu arbeiten und wichtige Daten automatisch zu erfassen“, betonte der Experte.

Menschen mit Diabetes mellitus Typ 2 (T2DM) weisen ein deutlich erhöhtes Risiko für eine Knie- oder Hüftarthrose auf. „Der dauerhaft erhöhte Blutzuckerspiegel führt zu Entzündungsprozessen im Körper und schädigt Knorpelzellen im Gelenk“¹, erklärte PD Dr. Stephan Kirschner, Karlsruhe, Past-Präsident der AE. Ein schlecht eingestellter Blutzucker erhöhe zudem die Komplikationsrate bei Operationen: Hohe Zuckerwerte schwächen die Immunabwehr und beeinträchtigen die Wundheilung und das Risiko für Protheseninfektionen steigt.

Bereits Prädiabetes gilt als ein OP-Risikofaktor, der häufig nicht bekannt ist. Da er bereits kleine Blutgefäße schädigt, sind Durchblutung und damit Wundheilung und Infektabwehr beeinträchtigt. „Eine sorgfältige Vorbereitung und die enge Zusammenarbeit zwischen Hausärzten, Orthopäden und Anästhesisten sind entscheidend, um das Risiko für Infektionen und Wundheilungsstörungen zu minimieren“, betonte Prof. Robert Hube, München, Präsident der AE (s. Tab. 1).

Benötigen Menschen mit einer Nickel- oder Chromallergie ein künstliches Hüft- oder Kniegelenk, sind sie häufig verunsichert. Die AE – Deutsche Gesellschaft für Endoprothetik e. V. verweist jedoch darauf, dass eine Kontaktallergie auf der Haut nicht automatisch eine Unverträglichkeit gegenüber einem Implantat zur Folge hat.⁴ „Eine positive Reaktion auf Modeschmuck oder ein auffälliger Epikutantest bedeuten zunächst nur, dass eine Sensibilisierung der Haut vorliegt“, erklärte Prof. Georgi Wassilew, Greifswald, Generalsekretär der AE. Mögliche Anzeichen für eine Implantatallergie sind lokale oder systemische Dermatitis, Urtikaria und Wundheilungsprobleme; in der Nähe des Implantats kann es zu Schmerzen, Schwellungen, Ergüssen oder Lockerungen kommen.⁴

Eine periimplantäre Hypersensitivität unterscheidet sich grundlegend von klassischen Kontaktallergien. Letztere werden durch direkten Hautkontakt mit Metallen ausgelöst, während eine Reaktion auf eine Endoprothese eine immunologische Antwort im umgebenden Gewebe darstellt. Diese kann jedoch erst nach dem Einbringen eines Implantats entstehen. Der Nachweis ist kompliziert und meist nur durch die histologische Untersuchung von Gewebeproben möglich. Die AE rät daher zu einem gestuften Vorgehen:

• Testung nur bei klarer Vorgeschichte, etwa bei nachgewiesenen Kontaktreaktionen auf Schmuck oder auf vorherige Implantate.
• Ausschluss anderer Ursachen bei Beschwerden nach der Operation, etwa Infektion oder mechanische Probleme.
• Eine „Implantatallergie“ bleibt eine Ausschlussdiagnose, die nur bei entsprechendem klinischem Bild und nach sorgfältiger Abklärung gestellt werden sollte.

Bei bestätigter Sensibilisierung stehen hypoallergene Implantate zur Verfügung, z. B. mit speziellen Beschichtungen oder auf Titan- bzw. Keramikbasis. „Diese Implantate sind keineswegs automatisch die bessere Wahl“, so Wassilew. „Wenn sie vom Operateur nur selten verwendet werden, kann das Risiko von Komplikationen wie Lockerungen steigen – nicht aufgrund einer Allergie, sondern wegen technischer Probleme und fehlender Routine bei der Implantation.“ Außerdem gäbe es für viele dieser Systeme bislang keine umfassenden Langzeitdaten zur Haltbarkeit. „Entscheidend ist eine ehrliche und sachliche Aufklärung. Patientinnen und Patienten müssen wissen, dass eine bekannte Hautallergie nicht automatisch ein Risiko für eine Endoprothese darstellt“, so Wassilew.

Anhaltende Schmerzen nach einer Hüft- oder Knieoperation, wiederkehrende Rötungen oder Schwellungen, gestörte Wundheilung und Fieber könnten auf eine Protheseninfektion hinweisen, so AE-Präsident Hube. Sie trete in ca. 0,5 bis 2 % aller Fälle auf und sei laut Jahresbericht des Endoprothesenregisters Deutschland (EPRD) bei Knieprothesen für 15,2 % aller Folgeeingriffe verantwortlich, bei Hüftprothesen sogar für 18,5 %. Auch Jahre nach der OP könne es noch zu einer Infektion kommen.

Mögliche Ursachen für Implantatinfekte sind laut Hube:

• OP-bedingte Infektionen
• hämatogene Infektionen z. B. durch Blasenentzündungen, Zahnoperationen, Ulcus cruris etc.
• Infektion durch andere infizierte, implantierte Fremdkörper (z. B. künstliche Herzklappen)

Die Behandlung erfordere meist den Austausch des Implantats sowie eine lange Antibiotikatherapie, erklärte der Experte. Da sie sehr anspruchsvoll und interdisziplinär sei, solle sie spezialisierten Zentren vorbehalten sein. Eine Infektionsprophylaxe sei deshalb umso wichtiger (s. Tab. 2).⁵

Katrin Breitenborn, Redakteurin

Handlungsempfehlungen der AE zur Prophylaxe und Therapie von periprothetischen Infektionen sind zu finden unter https://doi.org/10.1007/s00132-020- 03940-6

Quelle: Online-Pressekonferenz der Deutschen Gesellschaft für Endoprothetik (AE), 02.12.2025 anlässlich des 27. AE-Kongresses am 04.–05.12.2025 in Berlin