Die Kniearthrodese - Septische Chirurgie

Die Kniearthrodese – Ultima ratio zur Rettung der 

Extremität nach Gelenk - und Protheseninfekt 

A.H. Tiemann 

Abt. für Septische und Rekonstruktive 

Chirurgie, Klinik für Unfall – und 

Wiederherstellungschirurgie, 

BG – Kliniken 

Bergmannstrost Halle

Kniearthrodese 

"Although the surgeon may consider an arthrodesis 

of the knee to be a poor outcome, a limb 

with a fusion is more efficient and functional 

than is one with an above–the–knee amputation." 

"Arthrodesis following a knee-arthroplasty that was 

complicated by infection is associated with a low risk 

of reinfection." 

Conway et al. 2004 

Abteilung für Septische und Rekonstruktive Chirurgie


Indikation zur Kniearthrodese I: 

Manifeste irreparable Destruktion des Gelenkes ohne 

die Möglichkeit zum (erneuten) prothetischen Ersatz. 

•Trauma 

•Tumor 

•Infektion (Gelenk ./. Prothese) 

A B B 

Bühler et al. 2003 




Indikation zur Kniearthrodese II: 

Infektion (Gelenk ./. Prothese): 

Problem: Definition des Terminus: Irreparabel 

"It can be difficult to determine unsalvageable situations in 

which a knee arthrodesis would provide a better and more 

reliable outcome than would f.e. multiple revisions of the 

joint or of a total knee arthroplasty." 

Bühler et al.: 2003 

Conway et al.: 2004 



Indikation zur Kniearthrodese III: 

• metaphysärer Knochendefekt 

• ligamentäre Instabilität 

• Z.n. mehrfachen vergeblichen Rekonstruktions- 

• versuchen 

• Verlust des Streckapparates 

• Infektion mit hoch virulenten Erregern 

Kinik et al. 2009 



Indikation zur Kniearthrodese IV: 

Indikationen zur Kniearthrodese nach fehlgeschlagener TEP 

Hoher funktionelle Anspruch ???? 

ausschließlich auf ein Gelenk beschränkter Infekt 

geringes Lebensalter ???? 

zerstörter Streckapparat 

inadäquate Weichteildeckung 

Immunsystem insuffizient (Rheumamedikation....) 

"Difficult – to – treat - Keime" 

Stuhlberg et al.: 1982, 

Rand et al.: 1993 

Sandrone et al.: 2007 



Knie-TEP-Infekt als Indikation zur Kniearthrodese: 

Anzahl Patienten 

Infektrate 

Peersmann et al. 2001 6489 1.8% 

Blom et al. 2004 931 1.0% 

(Blom et al. 1986) 471 4.4% 

Babkin et al. 2007 180 5.6% 

Debarge et al. 2007 999 1.4% 

Fan et al. 2008 472 3.0% 

Infektrate zwischen 1 und 5.6% nach primärer TKA 

The most common indication for arthrodesis of the knee 

is an infection of a total knee arthroplasty." 




Trauma / Tumor / Infekt 

Irreparable Destruktion des Kniegelenkes +/- Endoprothese 

Knochen I „Ligamentär“ I „Streckapparat“ I Weichteilmantel 

Arthrodese des Kniegelenkes 

Tibio-femorale 

Kontaktarthrodese 

Tibiofemorale 

NON Kontaktarthrodese 



Kontra - Indikation zur Kniearthrodese: 

Infekt einer einer kontralateralen Knie TEP 

Infekt einer ipsilateralen Hüft – oder SG – TEP 

ausgedehnter Knochendefekt ???? 

Amputation des kontralateralen Beines 

kontralaterale Knie – oder Hüft – Arthrodese 

Ipsilaterale Arthrose in Hüfte oder SG 

ausgedehnte degenerative Veränderungen der BWS/LWS 

Damron et al. : 1997 




Biomechanische Überlegungen I 

Die Kniearthrodese führt zu: 

Vermehrter Kippung des Beckens 

Vermehrter ipsilateraler Hüft – Abduktion 

Vermehrter ipsilateraler Dorsalfelxion im OSG 

Vermehrter Kraftaufwand beim Gehen (+ 25 – 30%) 

(Darum ist die Arthrodese bei kontralateraler Oberschenkelamputation 

kontraindiziert. Die Amputation allein führt bereits zu einer Kraftaufwandssteigerung 

von 25%) 





Biomechanische Überlegungen II 

Die Kniearthrodese führt zur Beinverkürzung: 

Zwischen 2 und 7cm 

Erwäge: 

Sekundäre Beinverlängerung bei Differenzen 

über 5 cm 

Weil: 

Schuherhöhungen > 5cm sind klobig / unbequem 

Hessmann et al.: 1996 




Biomechanische Überlegungen III 

Der Kraftaufwand beim Gang mit Kniearthrodese liegt 30% über normal. 

Der Kraftaufwand zum Gehen mit Oberschenkelamputation liegt 25% über 

normal. 

Patienten mit Kniearthrodese verbrauchen 0.16mL/Kg/min O 2 

Patienten mit Oberschenkelamputation verbrauchen 0.2mL/Kg/min O 2 

Kniearthrodese: Kraftaufwand höher, Sauerstoffverbrauch 

geringer als bei der Oberschenkelamputation. 

Somayaji et al.2008 



Komlikationen der Kniearthrodese: Allgemein: 

Komplikationsrate allgemein: 20 – 84% 

Tibio – femorale Pseudarthrose bzw. „non – union“ 

Verlust von „bone – stock“ 

Infektpersistenz 

insuffiziente Spongiosaplastik 

Bis zu 40% 

tibio – femorales Malalignement 

Arthrodesen 

ungenügende Immobilisation 

Reinfekt im Bereich der Arthrodese 

Homolaterale Beinfrakturen 

Jerosch, Heisel: 1995 

Oostenbroek et al.: 2001 




Komlikationen der Kniearthrodese: Technik 

Nach Fixateur extern: 

Neurovaskuläre Läsionen (N. Peronaeus) 

Schanzschrauben............................. 

Infektion an den Eintrittsstellen 

Frakturen 

Nach intramedullärer Fixation: 

Nagelbruch 

Marknagelwanderung 

Frakturen 

Jerosch, Heisel: 1995 



Formen der Kniearthrodese, technikbezogen: 

Long nail Modular nail 

Non-Modular nail 

External fixation 

Monoplanar fixators 

Biplanar fixators 

Circular frames 

Compression plating 

Vascularized fibular graft 

Somayaji et al. 2008 

Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie


Formen der Kniearthrodese, „anatomiebezogen“: 

Tibiofemorale Kontaktarthrodese 

Tibiofemorale 

NON Kontaktarthrodese 



Planung und Op – Taktik der Kniearthrodese: 

• korrekte Achs - Ausrichtung tibio – femoral 

• Außenrotation der Tibia gegenüber dem Femur: 10 0 

• Kniebeugung: 10 0 

• Penible Entfernung von Knorpel und Gelenkanteilen 

(spongiöser Knochen trifft auf spongiösen Knochen) 

• Fixation unter Kompression 

• Geringe Verkürzung des Beines??? 




Zeitliche Planung der Kniearthrodese im Infekt: 

Entsprechend der individuellen Situation erfolgt die Arthrodese 

ein, – zwei – oder mehrzeitig. 

einzeitig 

zweizeitig 

Infektausbreitung auf das Knie beschränkt „Osteitis“ 

Verlauf chronisch putride 

AZ des Patienten ASA I und II ASA > II 

Spongiosaplastik selten immer 

Stattgehabte Ein- nein ja 

griffe (TEP....) 

Problem: Keimspezies und – Virulenz nicht beachtet. 

Schnettler, Steinau 2004 



Zeitliche Planung der Kniearthrodese im Infekt: 

Eigene Indikationsstellung: 

einzeitig 

zweizeitig 

Infektausbreitung 

Verlauf 

plus „Osteitis“ 

chronisch 

AZ des Patienten 

Spongiosaplastik 

Stattgehabte Ein- 

befundabhängig 

ja 

griffe (TEP....) 

Keim 

Infektberuhigung 

nach MRK / DTT 



Algorithmus zur Arthrodese bei destruierendem Knieinfekt 

Debridement 

t 0 : Radikales Debridement 

t 0 +7d: Gepl. second look 

t 0 + 14d: ? third look 

Spacer / PMMA Ketten 

Wechselnagel / Transfixation 

Infektberuhigung + 6 Wochen 

Sekundäre Arthrodese 

DTT / MRK: Kompressionsfixateur 

Andere: Arthrodese - Nagel 

DTT: Difficult to treat Keime / MRK: Multiresistente Keime 



Überlegung zur temporären Transfixation im Revisionszyklus 

Abhängigkeit vom Bonestock: 

Gelenkinfektion 

ohne / oder mit kurzstreckiger Markraumrevision: Fixateur 

mit langstreckiger Markraumrevision: 

Spacernagel 

Protheseninfektion 

Oberflächernersatz: Fixateur 

Andere: Spacernagel 



Überlegung zur Implantatwahl 

beruhigter Infekt 

MSSA 

MRSA, MRSE, ESBL 

DTT: S. epidermidis, Pseudomonas 

Knochenverlust < 5cm Knochenverlust > 5cm 

Knochenverlust < 5cm Knochenverlust > 5cm 

langer Nagel modulares System Fixateur externe Fixateur externe ggfls. 

mit „Transport“ 



Einschätzung des Knochendefektes: 

Klinger Score: 

Mild bone loss: 

Moderate bone loss: 

Severe bone loss: 

Full bony contact possible 

Incomplete bony contact 

Minimal or no bony contact 

Klinger et al. 2006 



Nachbehandlung bei Nagelarthrodese: 

‣ Mobilisation ab dem ersten postoperativen Tag 

‣ Vollbelastung ab dem ersten postoperativen Tag 

‣ Elastisches Wickeln des ges. Beines bis zur Weichteilkonsolidierung 

(ELASTOKOMPRESSIVER VERBAND) 

‣ Low – Dose Heparinisierung 

‣ Ambulante WV im 14 – Tage Rhythmus bis zur 4. Woche 

n.E., dann alle 4 Wochen 

‣ Rö – Kontrolle im 4 Wochen - Abstand 



Fusionsraten nach Nagelarthrodese: 


Fusionsrate 

Donley et al. 1991 9 89% 

Ellingsen et al. 1994 18 89% 

Fern et al. 1989 12 83% 

Ferrone et al. 1996 8 100% 

Harris et al. 1985 8 88% 

Knutson et al. 1984 10 90% 

Puranen et al. 1990 15 80% 

Waldmann et al. 1999 21 95% 

Gore et al. 2003 16 75% 

Klinger et al. 2006 20 85% 

Bargiotas et al. 2007 12 83% 

Talmo et al. 2007 29 83% 



Geschlecht Alter Diagnose Op. "prae" Rekurrenter Infekt Infektind. Keim VB 

m 58 2 4 Reinfektion S. capitis ja 

m 64 3 Tibia 8 MRSE ja 

w 70 2 3 S.aureus ja 

m 64 3 Tibia 10 S. epidermidis ja 

w 79 2 4 S. aureus ja 

m 70 2 7 Pseudomonas/MRSA ja 

m 74 2 4 Bacteroides ja 

m 51 3 Tibia 17 MRSA ja 

m 62 2 4 kein Keim ja 

w 65 5 kein Keim ja 


m 47 3 Tibia 9 Reinfektion MRSA nein 


m 65 6 17 S. epidermidis ja 


w 61 4 3 S. epidermidis ja 

m 69 2 9 S. epidermidis nein 



w 75 2 18 Reinfektion ESBL nein 




m 49 7 Femur 5 S. epidermidis ja 




m 54 2 7 S. capitis ja 



• n = 28 (April 2009 bis April 2012) 

Geschlecht Alter Diagnose Op. "prae" Rekurrenter Infekt Infektind. Keim VB 

m 58 2 4 Reinfektion S. capitis ja 

m 64 3 Tibia 8 MRSE ja 

• 

w 70 2 3 S.aureus ja 

m 64 3 Tibia 10 S. epidermidis ja 

18 Männer; 10 Frauen 


m 70 2 7 Pseudomonas/MRSA ja 

• 

m 74 2 4 Bacteroides ja 


mittleres Alter 66 Jahre 

m 62 2 4 kein Keim ja 

w 65 5 kein Keim ja 

• 


m 47 3 Tibia 9 Reinfektion MRSA nein 

Operationen insges. vor Arthrodese 



• 


w 

postoperative 

61 4 

Vollbelastung 

3 

bei 25 

S. epidermidis 

Patienten 

ja 



• 


w 3 rekurrente 75 Infektionen 2 18 (knapp Reinfektion 11%) ESBL nein 



• 


m 2 Schaftbrüche 

49 7 Femur 5 S. epidermidis ja 




m 54 2 7 S. capitis ja 

• 1 Schaftlockerung 



Rekurrenter Infekt nach Arthrodese bei Infekt: 

Nach intramedullärer Arthrodese Nach Arthrodese mit Fixateur 

0 – 22% 1 

5 – 8% 1 

6.8 – 8.3% 2, 3, 4 0% 5, 6 

18% 7 

1 Damron et al. 1995 

2 Mc Queen et al. 2006 

3 Bargiotas et al. 2006 

4 Marby et al. 2007 

5 Parrate et al. 2007 

6 Oostenbroek et al. 2001 

7 Vlasak et a. 1995 



Komplikationen nach intramedullärer Arthrodese: 

Alter Indikation Komplikation 

70 Arthrodeseversagen nach Infekt ./. 

82 Protheseninfekt chronischer Infekt 

37 Arthrodeseversagen nach Infekt Infekt 

77 Protheseninfekt ./. 

77 Protheseninfekt Weichteilinfekt 

77 Arthrodeseversagen nach Infekt Weichteilinfekt 

86 Protheseninfekt Blutung 


80 Protheseninfekt Infekt 


71 Protheseninfekt Systemrevision 

Von 11 operierten Patienten hatten 2 KEINE Infektion im weiteren Verlauf!!!! 

„The ... nail appeared more effective than monoaxial external fixators in the 

management of infected TKA.“ 

Yeoh et al. 2008 



Nachbehandlung bei liegendem Fixateur: 

‣ Mobilisation ab dem ersten postoperativen Tag 

‣ Vollbelastung ab dem ersten postoperativen Tag 

‣ Elastisches Wickeln des ges. Beines bis zur Weichteilkonsolidierung 

‣ Low – Dose Heparinisierung 

‣ Einweisung des Patienten in die Fixateur – Pflege 

‣ Nachspannen der Drähte (100N) 1x pro Woche 

‣ Nachkompression der Arthrodese nach 14 Tagen 

‣ Ambulante WV im 14 – Tage Rhythmus bis zur 4. Woche n.E., 

dann alle 4 Wochen 

‣ Rö – Kontrolle im 4 Wochen - Abstand 

‣ Nach ME – Fixateur Versorgung mit Orthese für ½ Jahr 



Fusionsraten nach Fixateur - Arthrodese: 


Fusionsrate 

Green et al. 7 43% 

Hagemann et al 14 64% 

Hak et al. 22 12% 

Knutson et al. 1984 71 46% 

Rand et al. 28 71% 

Garberina et al. 2001 19 68% 

Parrate et al. 2007 18 89% 

Ulstrup et al. 2007 8 75% 

Die Fusionsrate der Kniearthrodese mittels Fixateur 

externe liegt deutlich unter der mit dem Arthrodesenagel. 



Fusions- / Komplikationsraten nach Ilizarov Arthodese 

Autor 

Anzahl 

Fusionsrate 

Komplikationen 

Johannsen et al. 2005 

Manzotti et al. 2001 

Carberina et al. 2001 

Oostenbroek et al. 2001 

David et al. 2001 

8 

6 

19 

15 

13 

75% 

83% 

68% 

93% 

100% 

12.5%: Chr. Osteitis 

./. 

26.3%: 2 FX 

2 Valgus FS 

1 Infekt 

80%: 2 Femur FX 

3 Osteitis 

1 Non Union 

...... 

7.7%: 1 Wundinfekt 

Spina et al. 2009 

Reddy et al. 2011 

17 

16 

76.5% 

93% 

23.5%: 2 Non Union 

...... 

6.3%: 1 Non Union 

Kleine Fallzahlen. Komplikationsrate 6 bis 80% 



Fazit 

• Kein allgemeines Erfolgsrezept 

• Korrekte Indikationsstellung zur intramedullären oder 

Fixateur gestützten Arthrodese 

• Kenntnis spezifischer Vor- und Nachteile ist wichtig 

• Kenntnisse im Trouble – Shooting sind Voraussetzung für 

die Durchführung der Eingriffe 

• Risiko rekurrenter Infektionen Intramedullär ≅ Fixateur 

gestützte Arthrodese

Die Kniearthrodese - Septische Chirurgie

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